Hirschgeweih hilft Kieferchirurgen und Orthopäden

Forscher des Bereichs Humanmedizin Göttingen lernen von Hirschen, wie Knochen wachsen

Mit Hilfe der Forschung am Geweih von Damhirschen und Rothirschen wollen Forscher des Bereichs Humanmedizin der Universität Göttingen das Wachstum menschlicher Knochen besser verstehen. Seit dem Frühjahr 2004 fördert die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) ein Forschungsprojekt in der Abteilung Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie, Direktor Prof. Dr. Dr. Henning Schliephake. Ziel des Projektes unter der Leitung des Biologen Dr. Hans Joachim Rolf ist die Suche nach molekularen Faktoren, die das Wachstum von Knochenzellen regulieren und beschleunigen.

Bis zu zwei Zentimeter pro Tag kann das Geweih von Hirschen während eines Sommers wachsen. Jahr für Jahr bilden die Tiere mehrere Kilogramm Geweihknochen aus, mit dem sie in der Brunft imponieren und Rangkämpfe ausfechten. Dem menschlichen Röhrenknochen ist das Geweih in seiner Struktur sehr ähnlich. Diese Ähnlichkeit und das enorme Wachstum des Geweihs machen Hirsche zu idealen Studienobjekten für die medizinische Forschung. Aus dem wachsenden Geweihknochen entnehmen die Wissenschaftler Biopsieproben, die sie im Labor weiter züchten und untersuchen.

Dem Biologen Dr. Hans Joachim Rolf gelang es, Zellen aus den Knochenproben des wachsenden Hirschgeweihs in der Kulturschale zu züchten. Dabei bildeten die Zellen ohne weitere Beeinflussung räumliche Strukturen aus. Innerhalb von Wochen bis wenigen Monaten wuchsen aus Zell-Suspensionen Strukturen und Gewebestückchen von bis zu 0,8 mal ein Zentimeter Größe heran, deren innere Struktur der des natürlichen Geweihs ähnelte. Die Ergebnisse zeigen, dass in den „Stammzellen“ aus nachwachsenden Geweihknochen die vollständige Information für die Bildung komplexer Knochenstrukturen vorhanden ist.

Im Rahmen des DFG-Forschungsprojektes will das Forscherteam nun mit Hilfe molekularer und zellbiologischer Techniken verschiedene Zelltypen der Hirschgeweihproben voneinander trennen und in unterschiedlichen Kombinationen miteinander in der Kulturschale anziehen. Das Team hofft, Aufschlüsse darüber zu erhalten, welche Zelltypen beziehungsweise welche Signale die enorme Wachstumsleistung des Knochens bewirken. Bei ihren Untersuchungen kooperieren die Wissenschaftler mit Arbeitsgruppen in Kanada und Europa.

Sowohl Kieferchirurgen als auch Orthopäden sind an den Ergebnissen dieser Grundlagenforschung interessiert. Sie hoffen, die Stabilität und den Einbau von Implantaten und Prothesen in den Knochen auch mit Hilfe der Ergebnisse aus der Geweihknochenforschung verbessern zu können. Bereits heute nutzen Mediziner in begrenztem Umfang Knochen-Vorläuferzellen von Patienten, um damit in der Kulturschale das Implantat zu beschichten, bevor es eingesetzt wird. Die Göttinger Forscher vermuten, dass Signalstoffe, die das Wachstum des Hirschgeweihs regulieren, auch die Besiedelung der menschlichen Implantate in der Kulturschale beschleunigen können. So sollten mit bestimmten Faktoren getränkte Prothesen besser festwachsen. Es bedarf jedoch weiterer Forschung, denn „wir müssen auch die Gegenspieler solcher Signale kennen, sonst wachsen die Knochen vielleicht immer weiter“, sagt Dr. Rolf.

Die Forschung über das Knochenwachstum beim Hirschgeweih bringt auch heute noch überraschende Ergebnisse hervor. Erst vor fünf Jahren konnte Dr. Rolf die Lehrbuch-Meinung widerlegen, das ausgewachsene Geweih auf dem Kopf eines Hirsches bestehe nach dem so genannten „Fegen“ aus totem Knochen. „Das Geweih lebt, genau wie jeder andere Knochen im Körper. Blutgefäße und vielleicht sogar Nerven versorgen den Röhrenknochen bis in die Spitze“, sagt Dr. Rolf. Der Hirsch könne sogar kleinere Risse im Inneren seines Geweihs heilen.

Weitere Informationen:

Georg-August-Universität Göttingen – Bereich Humanmedizin
Abt. Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie
Dr. Hans Joachim Rolf
Robert-Koch-Str. 40, 37075 Göttingen
E-mail: hrolf@uni-goettingen.de
Tel.: 0551/39 – 2835 oder – 8379
Fax: 0551/39 – 12653