Forschende finden Schlüssel für neue Therapieansätze bei Rheuma
Die alltagssprachliche Bezeichnung Rheuma fasst hunderte Krankheitsbilder zusammen. Gemein ist ihnen, dass sie Bewegung einschränken und Schmerzen verursachen. Eine dieser vielen rheumatischen Erkrankungen ist Polymyalgia rheumatica (PMR). Dabei manifestieren sich Schmerz und Steifigkeit vor allem im Bereich der Schulter und des Beckens. Die verantwortlichen Entzündungsprozesse betreffen meist das Gewebe rund um die Gelenke – und nicht, wie bei einer Arthritis, direkt das Gelenkinnere. Die Erkrankung trifft fast immer Menschen, die älter als 50 Jahre sind. Frauen sind zwei- bis dreimal häufiger als Männer betroffen. Gleichzeitig besteht ein starkes Nord-Süd-Gefälle, wobei in nördlichen Ländern die meisten Fälle auftreten. Als mögliche Gründe dafür werden unter anderen genetische Faktoren, UV-Einstrahlung und Vitamin-D-Haushalt angenommen. Oft tritt PMR gleichzeitig mit der eng verwandten Riesenzellarteriitis (RZA) auf, einer Entzündung der Blutgefäße. Betrifft sie die Augenarterien, liegt ein Notfall vor, wodurch Patient:innen dauerhaft erblinden können.
Die genauen Ursachen hinter PMR und RZA sind bis heute nicht geklärt. Gleichzeitig gibt es keinen spezifischen Biomarker zur Diagnose für PMR – sie ist nur durch Ausschluss anderer Erkrankungen wie der rheumatoiden Arthritis möglich. Die Standardtherapie beider Krankheiten sind Kortikosteroide wie Cortison. Die Medikamente helfen bei den meisten – jedoch nicht bei allen – Patient:innen, können langfristig aber Osteoporose, Diabetes und Bluthochdruck als Nebenwirkungen verursachen. Manche Patient:innen entwickeln zudem Resistenzen. Gründe für eine vertiefende Forschung gibt es also genug. Sandra Santos-Sierra und ihr Team an der Medizinischen Universität Innsbruck widmen sich dieser Aufgabe im Projekt „Neuartige entzündungshemmende Intervention bei PMR und RZA“, das vom Wissenschaftsfonds FWF gefördert wird.
Das Projekt untersucht, was die Entzündungen bei bestimment rheumatischen Erkrankungen auslöst und wie man sie gezielt bremsen kann. Darüber hinaus suchen die Forschenden nach Biomarkern im Blut, die eine schnellere und genauere Diagnose ermöglichen.
Krankheitsmechanismus verstehen und unterbinden
Im Zentrum der Untersuchungen stehen sogenannte Toll-like-Rezeptoren, kurz TLRs. Diese Proteine des angeborenen Immunsystems, von denen im Menschen bisher zehn verschiedene Typen (TLR1–10) bekannt sind, erkennen bestimmte molekulare Muster, die auf Krankheiten oder Gewebeschäden hindeuten. „Bei RZA besiedeln vermutlich zuerst Zellen des angeborenen Immunsystems die Arterien und lösen dort eine Entzündung aus. Deshalb wollten wir uns ansehen, welche TLRs im großen Ausmaß beteiligt sind. Einerseits, so unsere These, könnte man so auf den Auslöser der Entzündung rückschließen. Andererseits ging es darum, TLR-Inhibitoren – also Hemmstoffe – zu erproben, die die Signalkaskade unterbinden und die Entzündung bereits in ihren Anfängen verhindern“, skizziert Santos-Sierra den Forschungsansatz. Bereits in einem Vorgängerprojekt entwickelte die Forschungsgruppe mehrere Inhibitoren für TLR2, die man dafür erproben könnte.
Die Forschenden arbeiteten bei diesen Untersuchungen mit Gewebeproben, die durch Biopsien von Patient:innen mit RZA und PMR gewonnen wurden. Gleichzeitig wurde deren Blutplasma auf Entzündungsmarker untersucht. Dabei konnte auf Proben aus dem Hospital de la Princesa in Madrid und dem Universitätskrankenhaus Innsbruck zurückgegriffen werden, mit denen Santos-Sierra und ihr Team bei ihrer Forschungsarbeit kooperieren. Methodisch kann das Vorhandensein von TLRs in Gewebeproben mittels sogenannter Immunfluoreszenzmikroskopie nachgewiesen werden. Dabei werden Antikörper verwendet, die auf hauchdünnen Gewebeschnitten platziert werden und dort gezielt an die gesuchten TLR-Typen binden. Weitere Antikörper, die einen Fluoreszenzfarbstoff mit sich tragen, koppeln in weiterer Folge daran. Unter dem Mikroskop können aufgrund der Fluoreszenzmarkierung schließlich Häufigkeit und Verteilung der TLRs beobachtet werden.
Immunantwort anders als gedacht
Die Untersuchung führte zu einem überraschenden Ergebnis, das die weitere Forschung nicht gerade vereinfacht: „Im Gegensatz zu unseren Erwartungen waren mehrere TLRs in den Arterien hochreguliert, weshalb wir keinen direkten spezifischen Auslöser – etwa Viren oder Bakterien – für die Entstehung der Erkrankung definieren konnten. Es waren auch weitere Entzündungssignale, sogenannte Alarmine, erhöht. Das deutet auf eine allgemein verstärkte Antwort des angeborenen Immunsystems hin“, erklärt Santos-Sierra. Auf Basis dieser Ergebnisse lässt sich also noch nicht sagen, welche Trigger die Ursache der Erkrankung sein könnten. Die Frage, ob PMR und RZA eher mit einer genetischen Mutation oder einer vorangegangenen viralen oder bakteriellen Infektion zusammenhängen, bleibt offen.
In einem nächsten Schritt untersuchten die Forschenden, wie sich eine Hemmung von TLRs und Alarminen auf den Entzündungsverlauf auswirkt. „Wir konnten einige sehr fortgeschrittene Inhibitoren einsetzen. Neben unserer eigenen Entwicklung waren darunter auch TLR-Hemmer, die bereits in einer klinischen Studie für Autoimmun- und Entzündungskrankheiten wie Lupus erforscht werden und die bis heute noch nicht für PMR oder RZA erprobt wurden“, skizziert Santos-Sierra. „Tatsächlich zeigte sich, dass sich die Entzündung damit reduzieren lässt.“ Bei einem künftigen Einsatz als Therapeutikum muss allerdings zwischen der gewünschten Entzündungshemmung und dem Risiko einer zu starken Immunsuppression abgewogen werden.
Biomarker könnten Diagnose verbessern
Die Forschenden analysierten die Blutproben aber noch in einer weiteren Hinsicht. Mittels hochpräziser Massenspektrometrie, die Moleküle also anhand ihres Verhältnisses von Masse zu Ladung identifiziert, wurde das Plasma von PMR- und RZA-Patient:innen verglichen. Auch hier war das Ergebnis überraschend: „Bislang ging man davon aus, dass beide Erkrankungen eng miteinander verknüpft sind. Wir haben aber festgestellt, dass die krankheitsbedingten Proteine auf wesentliche Unterschiede zwischen PMR und RZA hinweisen.“ Von insgesamt 146 veränderten Proteinsignaturen teilen die beiden Krankheiten lediglich neun Prozent, schreiben die Forschenden in ihrer Studie. Manche der Proteine weisen auf Signalwege hin, die bisher noch nicht mit PMR oder RZA in Verbindung gebracht wurden – und die es auf ihre therapeutische Relevanz zu untersuchen gilt. Und noch eine weitere klinische Anwendung wäre denkbar: „Einige der Proteine könnten potenziell als Biomarker für eine zielsicherere Diagnose dienen“, sagt Santos-Sierra.
Ein großer Hemmschuh in der Erforschung rheumatischer Erkrankungen ist, dass entsprechende Tiermodelle nicht immer das Krankheitsbild abbilden. Eine In-vivo-Untersuchung soll aber dennoch Gegenstand eines Folgeprojekts sein. Gleichzeitig möchte man der Frage nachgehen, warum bei manchen Patient:innen Resistenzen gegen die Behandlung mit Kortikosteroiden entstehen, betont die Forscherin. „Das nun zu Ende gehende Projekt hat viele neue Forschungsfragen aufgeworfen. In den kommenden Jahren werden wir versuchen, möglichst viele davon zu beantworten.“
Über die Forscherin
Sandra Santos-Sierra leitet eine Forschungsgruppe am Institut für Pharmakologie an der Medizinischen Universität Innsbruck. Sie studierte Chemie an der Complutense University und absolvierte ihre Promotion in Molekularer Mikrobiologie am CIB (Centro de Investigaciones Biológicas) in Madrid. 2009 wechselte sie an die Medizinische Universität Innsbruck, wo sie sich 2018 in Pharmakologie und Toxikologie habilitierte. Neben den rheumatischen Erkrankungen gehört die Rolle von TLRs und der angeborenen Immunität in neuronalen Zellen zu den Forschungsgebieten von Santos-Sierra. Das von 2022 bis 2026 laufende Projekt „Neuartige entzündungshemmende Intervention bei PMR and GCA“ wurde vom Wissenschaftsfonds FWF gefördert.
Publikationen
Plasma proteome differences between giant cell arteritis and polymyalgia rheumatica: a pilot study, in: Arthritis Research Therapy 2026
Toll-like Receptor 8 (TLR8) Is Expressed in Mouse Hippocampal Neurons and Modulates Neuronal Excitability, in: International Journal of Molecular Sciences 2026
Can Phagocytosis, Neutrophil Extracellular Traps, and IFN-α Production in Systemic Lupus Erythematosus Be Simultaneously Modulated? A Pharmacological Perspective, in: International Journal of Molecular Sciences 2026
Increased expression of Toll-like receptors and associated alarmins in temporal arteries of patients with giant cell arteritis, in: Molecular Medicine 2025