Bone Morphogenetic Proteins

Seit einigen Monaten ist in Europa BMP-7 als erstes gentechnisch hergestelltes humanes Bone morphogenetic protein unter der Bezeichnung "Osteogenes Protein 1, Howmedica International S. de R. L.®" für die Behandlung von Pseudarthrosen am Menschen zugelassen. Die Zulassung von BMP-2 (InFuse™) für die Wirbelkörperfusionierung wird in den USA in den nächsten Monaten erwartet. Durch die Implantation rekombinanter BMPs in Knochendefekte ist es möglich, Knochengewebe ortsständig durch Zelldifferenzierung zu induzieren, sodass in vielen Fällen auf die Verwendung von körpereigenen Knochentransplantaten oder Knochenersatzmaterialien verzichtet werden kann. Bei den BMPs, die zur Proteinfamilie des Wachstumsfaktors TGF-b (Transforming growth factor b) gezählt werden, handelt es sich um Morphogene, die als Signalproteine bei der embryonalen Entwicklung unterschiedlicher Gewebearten und Organe eine entscheidende Rolle spielen. Nach der Geburt führt die Implantation von BMP-2 bis 7 zu einer Differenzierung von mesenchymalen Zellen in knorpel- und knochenbildende Vorläuferzellen. Verantwortlich hierfür ist die Bindung der BMPs an spezielle Rezeptorkomplexe dieser Stammzellen. Im Gegensatz zur spekulativ osteoproliferativen Wirkung von Platelet-rich plasma (PRP) ist die osteoinduktive Wirkung der BMPs durch eine Vielzahl publizierter tierexperimenteller Untersuchungen und prospektiver, randomisierter klinischer Studien belegt. Die von der Pharmaindustrie avisierten zukünftigen Hauptindikationen für den therapeutischen Einsatz der BMPs stellen Versteifungsoperationen an der Wirbelsäule, komplizierte Frakturen, Pseudarthrosen, tumorbedingte Knochendefekte, Knochenaugmentationen in der zahnärztlichen Implantologie sowie der parodontal bedingte Knochenabbau dar. Neben den rekombinanten BMPs existieren noch weitere BMP-haltige Implantate bzw. Präparate mit osteoinduktiven Eigenschaften, die sich zum Teil bereits auf dem Markt (z. B. Grafton®) oder in der Entwicklung befinden. Neueste Forschungen haben zur Entwicklung der zweiten Generation der BMPs geführt, die durch Modifikationen der natürlichen Aminosäuresequenzen gesteigerte knochenbildende Eigenschaften aufweisen. Keywords: Bone morphogenetic proteins, BMPs, Osteoinduktion, Knochenregeneration, PRP