Quallen als Hoffnung für kaputte Gelenke: Kiel forscht an Gerüsten für neuen Knorpel

Quallen haben keine Knochen und nicht den besten Ruf bei Badegästen. Ausgerechnet sie könnten aber eines Tages Menschen mit kaputten Gelenken nützen. An der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) entwickeln Forschende Materialien aus Quallenkollagen, die Knorpelzellen beim Aufbau neuen Gewebes unterstützen sollen. Das Bundesforschungsministerium fördert die zwei Projekte mit zusammen rund 1,5 Millionen Euro. Ein fertiges Medikament oder Implantat ist das nicht: Die Arbeit findet bisher im Labor statt, und bis zum Einsatz am Menschen ist es nach Angaben der Universität noch ein weiter Weg.

Warum Knorpel so schlecht heilt Gelenkknorpel ist ein erstaunliches Material: druckfest, elastisch und so reibungsarm, dass sich Gelenke geschmeidig bewegen lassen. Seine Schwäche: Er enthält keine Blutgefäße und baut sich nach einer Verletzung oder bei Arthrose im Erwachsenenalter kaum wieder auf. Stattdessen flickt der Körper den Schaden mit Faserknorpel. Der schützt zwar den Knochen, ist aber weniger belastbar und gleitfähig als das Original, der sogenannte hyaline Knorpel. Das Problem ist weit verbreitet: Laut der Projektbeschreibung von QPiezoR haben in Deutschland Millionen Menschen Knorpelschäden und Arthrose.

Was Quallenkollagen anders macht Kollagen bietet sich als Baustoff für Knorpelersatz an, denn der Eiweißstoff ist ein wichtiger Bestandteil tierischen Gewebes. Das Problem beim Kollagen von Säugetieren: Knorpelzellen docken daran an, strecken sich in die Länge und verlieren ihre Spezialisierung. „Doch um hochwertigen, hyalinen Knorpel zu bilden, sollten Zellen möglichst rund bleiben“, sagt die Biochemikerin Dr. Alexandra Cordeiro Baumgartner, die beide Kieler Projekte koordiniert.

Hier kommt die Qualle ins Spiel. Strukturell ähnelt ihr Kollagen zwar dem höherer Tiere, es hat aber nicht alle Andockstellen, die Knorpelzellen sonst nutzen. Dass die Zellen darin ihre runde Form behalten, hat die heute beim Medizintechnikunternehmen AMIPLANT tätige Forscherin Dr. Judith Sewing in Vorarbeiten gezeigt. Vereinfacht erklärt es Projektleiter Prof. Rainer Adelung so: „Die Qualle hat als sehr alter Organismus im Prinzip noch keinen Knochen erfunden.“ Zudem gilt das Kollagen laut der Projektseite von AeroMarK als wenig immunogen, es dürfte das Immunsystem also nur schwach reizen. Im Projekt QPiezoR soll es von invasiven Arten stammen, die den Lebensräumen im Meer zusetzen.

Ein Gerüst aus Kristallen mit vier Armen Damit aus dem Kollagen ein stabiler Lebensraum für Zellen wird, nutzt das Team einen Werkstoff, an dem Adelung seit mehr als 15 Jahren forscht: tetrapodales Zinkoxid. Das sind mikroskopisch kleine Kristalle mit vier Armen, aus denen sich poröse Gerüste bilden lassen. Die Phi-Stone AG, eine Ausgründung aus Adelungs Arbeitsgruppe, stellt es industriell her. Daraus entstehen zwei Ansätze.

Im Projekt AeroMarK, das im April 2026 startete und mit rund 650.000 Euro gefördert wird, dient das Zinkoxid nur als Form. Es wird mit gelöstem Quallenkollagen gemischt, das Ganze gefriergetrocknet und vernetzt, dann wird das Zinkoxid herausgelöst. Übrig bleibt ein luftiges Gerüst aus reinem Kollagen. Bis zum Projektende im September 2028 sollen mehrschichtige Varianten entstehen, die die Schichtung natürlichen Gelenkknorpels nachahmen sollen. Das sind erste Prototypen, die erst danach in präklinischen Studien untersucht werden sollen.

Im Projekt QPiezoR, das bis Juni 2029 läuft und dessen Kieler Teil rund 900.000 Euro erhält, bleibt das Zinkoxid im Material. Es ist piezoelektrisch, erzeugt also unter Belastung elektrische Signale. Die Idee: Jeder Schritt könnte kleine Impulse auslösen, die die Knorpelbildung anregen. Ob das wirklich funktioniert, ist offen und soll in Zellkulturen geprüft werden.

Noch ein weiter Weg Sollte alles aufgehen, wäre ein Patch denkbar, der in einen Knorpeldefekt eingesetzt wird und den Zellen dort eine Umgebung für neues Gewebe bietet. Für die spätere Herstellung ist AMIPLANT eingeplant. Bisher allerdings gibt es erste Gerüste aus dem Labor, keine Behandlung für Patientinnen und Patienten. Adelung formuliert es so: „Quallenkollagen scheint wirklich das Zukunftsmaterial für Knorpel zu sein.“ Ob sich das bestätigt, müssen die kommenden Jahre zeigen. Schön ist die Vorstellung trotzdem schon jetzt: dass ein Tier, das Ökosysteme belasten kann, einmal Gelenken auf die Sprünge helfen könnte.