Studie zeigt, wie bestimmte alternde Zellen bei der Reparatur verletzter Sehnen helfen

Obwohl Sehnenverletzungen sehr häufig vorkommen, heilen sie häufig mit Narbengewebe ab, das weniger flexibel und anfälliger für zukünftige Verletzungen ist. Um wirksame Behandlungsmaßnahmen zu entwickeln, sind bessere Einblicke in die biologischen Mechanismen erforderlich, die eine stärkere und vollständigere Sehnenreparatur fördern. Inzwischen gibt es eine Gruppe von Zellen, die Aufmerksamkeit erregt haben: Zellen, die ein Protein namens p16INK4a exprimieren. Zellen, die dieses Protein produzieren, werden als p16INK4a+ bezeichnet und galten traditionell als nicht vorteilhaft, da sie mit Alterung, zellulärem Stress und einem Prozess namens Seneszenz in Verbindung gebracht wurden, bei dem Zellen aufhören, sich zu teilen. Allerdings deuten einige neuere Studien an anderen Geweben darauf hin, dass diese Zellen manchmal bei der Reparatur verletzten Gewebes helfen könnten.

In einer aktuellen Studie, die am 11. Juni 2026 online in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Knochenforschung, Forscher aus China unter der Leitung von Prof. Shen Liu von der Abteilung für Orthopädie des Shanghai Sixth People’s Hospital, das der Medizinischen Fakultät der Shanghai Jiao Tong University in Shanghai angegliedert ist, untersuchten, ob p16INK4a+-Zellen bei Sehnenverletzungen eine Rolle spielen. „Da Sehnen selbst nach einer Operation selten gut heilen, waren wir neugierig, ob p16INK4a+-Zellen bei der Reparatur verletzter Sehnen helfen könnten, wie es in Haut und Lunge gezeigt wurde.“ sagt Prof. Liu. Sie verwendeten Mäuse mit Achillessehnenverletzungen und verfolgten p16INK4a+-Zellen im Laufe der Zeit und analysierten die Zelltypen, die zu verschiedenen Zeitpunkten in verletzten Sehnen vorhanden waren, mithilfe einer Technik namens Einzelzell-RNA-Sequenzierung, die die Genaktivität in einzelnen Zellen misst.

Etwa sieben Tage nach der Sehnenverletzung stieg die Anzahl der p16INK4a+-Zellen im beschädigten Gewebe deutlich an. In gesunden, unverletzten Sehnen waren diese Zellen sehr selten. Ihre Entfernung aus verletztem Gewebe führte zu einer schlechteren Heilung und schwächeren, weniger ausgereiften Sehnen. Kollagenfasern, die Hauptproteine, aus denen die Sehnen bestehen, waren desorganisiert, es gab weniger Reparaturzellen und eine erhöhte Entzündung um die Verletzungsstelle herum. Dies deutete darauf hin, dass p16INK4a+-Zellen eher zur Reparatur als zur Schadensursache beitrugen. Weitere Studien ergaben, dass es sich bei p16INK4a+-Zellen tatsächlich um mesenchymale Zellen handelt, eine Art Bindegewebszelle. Sie produzieren einen hohen Anteil an Kollagen und Faktoren, die die Bildung neuer Blutgefäße und Nerven fördern, die alle für eine normale Sehnenfunktion von entscheidender Bedeutung sind.

Da angenommen wurde, dass diese Zellen mit dem Altern in Zusammenhang stehen und nicht vorteilhaft sind, wurde untersucht, wie diese Zellen in den „Reparaturmodus“ wechseln. Sie vermuteten, dass die Antwort in der „Epigenetik“ liegen könnte, also dem „Schalter“, den Zellen verwenden, um Gene ein- und auszuschalten. Sie konzentrierten sich auf ein Protein namens „JMJD3“, das die epigenetische „Gen-Off“-Markierung „H3K27me3“ der Reparaturgene entfernt. Die Studie ergab, dass p16INK4a+-Mesenchymzellen in verletzten Sehnen hohe Mengen an JMJD3 und niedrige Mengen an H3K27me3 enthielten. Sie kamen zu dem Schluss, dass H3K27me3 die Aktivität von Reparaturgenen in normalen Sehnen unterdrückt. Bei einer Verletzung entfernt JMJD3 diese unterdrückende Markierung und ermöglicht die Expression von Genen. Darüber hinaus war die gesamte Gewebereparatur beeinträchtigt, als JMJD3 entfernt wurde.

Um eine weitere Beweisebene hinzuzufügen, erzeugten die Forscher sehnenverletzungsähnliche p16-positive Zellen in Kultur mit einem Medikament namens Doxorubicin. Dann blockierten sie JMJD3 mit einem Medikament namens GSK-J4. Dadurch erhöhte sich H3K27me3, der Ausschalter der Reparaturgene, wodurch die Kollagenproduktion verringert und die Heilung verschlechtert wurde. Dann machten sie das gegenteilige Experiment. EZH2, ein Enzym, das H3K27me3 erzeugt, wurde blockiert, wodurch H3K27me3 verringert wurde. Dadurch wurde die Kollagenorganisation verbessert, die sehnenspezifischen Reparaturmarker erhöht und die mechanische Festigkeit der reparierten Sehnen erhöht.

Zusammenfassend ergaben diese Experimente eine neue Perspektive auf p16INK4a+-Zellen, von denen angenommen wurde, dass sie nicht vorteilhaft sind.

Bei der Qualität der Beweise wollten wir keine Kompromisse eingehen. Diese Studie könnte die Art und Weise, wie wir Sehnenreparaturen in Zukunft verstehen und angehen, grundlegend verändern.“

Prof. Xiaonan Liu, Erstautor

Es zeigte sich, wie epigenetische Modifikationen die Zelle vom „Seneszenzmodus“ in den „Reparaturmodus“ treiben und starke Sehnen mit organisierter Kollagenstruktur und gesundem Blutgefäß- und Nervenwachstum regenerieren können. In der Zukunft ist die gezielte Behandlung epigenetischer Signalwege eine vielversprechende Strategie zur Verbesserung der Sehnenheilung.

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