Tendinopathien: Protein HIF1 als Auslöser von Sehnenbeschwerden aufgedeckt

Werden Sehnen ständig überlastet, etwa bei intensivem Sport, können sie sich schleichend verändern, was zu Tendinopathien führt. Für die schmerzhaften Veränderungen ist das Protein HIF1 mitverantwortlich.

Achillessehnenschmerzen, Tennisellbogen, Schwimmerschulter und Springerknie – viele junge Sportlerinnen und Sportler sowie auch ältere Personen kennen solche Beschwerden. Sie sind alle auf eine Überbeanspruchung von Sehnen zurückzuführen und sind in der Regel sehr schmerzhaft.

„Sehnen sind grundsätzlich anfällig für Überbeanspruchung“, erklärt Jess Snedeker. Er ist Professor für orthopädische Biomechanik an der ETH Zürich und an der Universitätsklinik Balgrist in Zürich. „Sie müssen starken Belastungen standhalten, da sich die ganzen Kräfte unserer Muskeln auf die relativ dünnen Sehnen bündeln, die diese Kräfte in Bewegungen unseres Skeletts übertragen.“

Diese Tendinopathien bezeichnet gehören zu den häufigsten Erkrankungen, die Orthopädinnen und Orthopäden behandeln müssen. Doch die Therapiemöglichkeiten sind begrenzt. Physiotherapie kann zwar helfen, aber es gibt viele schwere Fälle, bei denen diese Behandlung nicht viel bewirkt. Forschende möchten daher Sehnenprobleme besser erforschen, um darauf basierend wirksame Therapien zu entwickeln.

Nicht nur Korrelation, sondern Ursache aufdecken

Ein Forschungsteam unter der Leitung von Snedeker und von Katrien de Bock, Professorin für Bewegung und Gesundheit an der ETH Zürich, hat dabei nun einen wichtigen Meilenstein erreicht. Sie fanden einen zentralen molekularen Auslöser für Tendinopathien: das Protein HIF1. Eine Untereinheit dieses Proteins ist ein Transkriptionsfaktor, der in den Zellen die Aktivität von Genen steuert.

Bisher war bereits bekannt, dass dieses Protein in erkrankten Sehnen vermehrt vorkommt. Allerdings war unklar, ob diese Zunahme nur eine Begleiterscheinung der Beschwerden ist oder ob das Protein die Beschwerden auslöst. Das Zürcher Forschungsteam konnte nun in Versuchen mit Mäusen und mit menschlichem Sehnengewebe aufzeigen, dass Letzteres der Fall ist.

Tendinopathien behandeln, bevor es zu spät ist

In verschiedenen Mausexperimenten aktivierten die Forschenden entweder das Protein HIF1 dauerhaft oder sie schalteten es komplett aus. Während sie bei den Mäusen mit dauerhaft aktiviertem HIF1 Sehnenbeschwerden auch ohne Überbeanspruchung feststellten, kam es in den Mäusen ohne HIF1 selbst bei Überbeanspruchung zu keinen Sehnenbeschwerden.

Sowohl bei den Mäusen als auch in Experimenten mit menschlichen Sehnenzellen, die die Forschenden von Sehnenoperationen im Spital erhalten hatten, konnten sie zeigen: Erhöhte HIF1-Werte im Gewebe führen zu einer krankhaften Neuorganisation der Sehnen. Es bilden sich mehr Querverbindungen zwischen den Kollagenfasern, die die Grundstruktur der Sehnen bilden.

„Dadurch werden die Sehnen spröder und ihre mechanische Funktion wird beeinträchtigt“, erklärt Greta Moschini, Doktorandin in den Gruppen von De Bock und Snedeker sowie Erstautorin der Studie, die in „Science Translational Medicine“ veröffentlich ist. Außerdem wachsen Blutgefäße und Nerven in das Sehnengewebe ein. „Das könnte die Erklärung sein für die bei Tendinopathien häufig auftretenden Schmerzen“, sagt Moschini.

„Unsere Studie liefert nicht nur neue Erkenntnisse darüber, wie die Krankheit entsteht. Sie zeigt auch, dass es wichtig ist, Sehnenprobleme frühzeitig zu behandeln“, sagt Snedeker. Er denkt dabei insbesondere an junge Athletinnen und Athleten, die häufig mit Tendinopathien zu kämpfen haben. In diesen Fällen ließen sich die Probleme oft noch behandeln. „Die von HIF1 im Sehnengewebe verursachten Schäden können sich jedoch akkumulieren und mit der Zeit irreversibel werden. In diesem Fall hilft keine Physiotherapie mehr, sondern nur noch das chirurgische Entfernen der krankhaften Sehne.“

Ansatzpunkt für die Entwicklung von Medikamenten gegen Tendinopathien?

Da HIF1 nun als molekularer Auslöser ermittelt wurde, stellt sich die Frage: Kann man Medikamente entwickeln, die HIF1 inaktivieren und damit Sehnenbeschwerden verhindern oder heilen? Ganz so einfach sei es nicht, erklärt ETH-Professorin De Bock. HIF1 ist in vielen Organen dafür zuständig, Sauerstoffmangel zu erkennen und eine Anpassung des Körpers daran in Gang zu bringen. „HIF1 im ganzen Körper auszuschalten, würde wahrscheinlich zu Nebenwirkungen führen“, erklärt sie.

Denkbar wäre es allenfalls, nach Methoden zu suchen, um HIF1 spezifisch nur im Sehnengewebe auszuschalten. Vielversprechender hält De Bock jedoch den Ansatz, in den Zellen die biochemischen Prozesse rund um HIF1 noch genauer zu erforschen. Möglicherweise findet man so weitere Moleküle, die von HIF1 beeinflusst werden und die sich als bessere Ziele für eine Therapie gegen Tendinopathien eignen könnten. Genau auf diese Suche werden sich die Forschenden nun begeben.