zur Navigation zum Inhalt
© Sebastian Schreiter/Springer Verlag GmbH
Mit selbstassemblierenden Molekülen und Stoßwellen werden große Fortschritte bei der Regeneration verletzter Nerven erzielt.
 
Neurologie 6. Oktober 2012

Die Zukunft hat schon begonnen

TERMIS (Tissue Engineering and Regenerative Medicine International Society)-Weltkongress in Wien.

Der 3. Termis Weltkongress fand heuer erstmals in der Wiener Hofburg statt. Zu diesem internationalen Treffen kamen Anfang September 2.000 Experten auf dem Gebiet der Gewebezüchtung (Tissue Engineering) und Regenerativen Medizin nach Wien, um den Status quo der Forschung zu präsentieren.

Organisiert wurde der Kongress vom Ludwig Boltzmann Institut (LBI) für experimentelle und klinische Traumatologie und der Allgemeinen Unfallversicherung (AUVA) unter der Leitung von Prof. Dr. Heinz Redl. „Unser Ziel war es, den Status quo des Tissue Engineering und der Regenerative Medicine auf internationaler Ebene zu diskutieren und künftige Perspektiven auszuloten, wobei wir uns auf das translationale Prinzip stützen, das heißt auf die enge Kooperation aller Beteiligten: von der Forschung und Lehre über die medizinische Praxis bis hin zur involvierten Industrie“, so Redl.

Zellen, Träger, Stimulus

Die moderne Medizin ist heute in der Lage, durch gezielte Regeneration und Züchtung von körpereigenen Geweben und Strukturen, sogar schwerste Verletzungen gezielt zu behandeln und die volle Funktionsfähigkeit des verletzten Körperteils wieder herzustellen.

Bei der Gewebezüchtung geht es um den Ersatz von krankem oder zerstörten Gewebe durch gesundes, im Labor hergestelltes. Für das Tissue Engineering müssen drei Voraussetzungen erfüllt sein: Zellen, welche die Regeneration des Gewebes (z. B. Knorpel, Knochen, Bänder, Herz, Augen, Rückenmark) bewirken, eine Trägerstruktur (z. B. Fibrin, Seiden-Fibroin), auf der sich die Zellen vermehren können und einen Stimulus, der das Zellwachstum anregt (z. B. Wachstumsfaktoren, mechanische Reize).

Die Einsatzgebiete der regenerativen Medizin sind vielfältig und reichen von der Behandlung nach Traumata über weite Teile der Chirurgie bis zur kosmetischen Chirurgie.

Highlights des Kongresses

Fettstammzellen (Adipose Derived Stem Cells, ASC) und deren Vorläuferzellen stellen eine nahezu ideale Quelle für maßgeschneiderte Zelltherapien dar. Im Gegensatz zu anderen Zelltypen sind relativ schonend und unter geringem Aufwand für den Patienten Millionen von Zellen zu gewinnen, wodurch sie vor dem therapeutischen Einsatz nicht erst zeitaufwändig expandiert werden müssen.

In den letzten Jahren wurden verschiedenste Charakteristika und Funktionen von Fettstammzellen erforscht. So spielen etwa die Vorläuferzellen eine Rolle im physiologischen Turnover (Umsatz) von Fettgewebe und sind an der Regeneration nach Verletzungen beteiligt. Klinischen Einsatz findet das stammzellenangereicherte Eigenfett beispielsweise, wenn infolge von Unfällen und Operationen Gewebsdefekte vorliegen.

Die Stammzellen eignen sich gut zum Ausgleich solcher Gewebsdefekte, aber auch zur Behandlung von chronischen Geschwüren sowie zur Revitalisierung stammzellenarmer Regionen. Darüber hinaus werden die Zellen auch zur ästhetischen Optimierung der Körpersilhouette (z. B. Brustvergrößerung) eingesetzt.

Ein weiterer Einsatzbereich für Fettstammzellen befindet sich am LBI Trauma in Erforschung: Bei schweren Knieverletzungen wird derzeit Knorpelgewebe aus einem unbeschädigten Teil des Knies entnommen. Dann werden daraus isolierte Zellen in einer Kultur vermehrt und nach einigen Wochen im Rahmen eines zweiten Eingriffs durch Injektion an der verletzten Stelle wieder eingebracht. „Wir wollen demgegenüber ein Verfahren entwickeln, bei dem körpereigene Fettstammzellen bereits beim ersten Eingriff in das verletzte Knie implantiert werden, um dort Wachstumsfaktoren abzugeben und so die Heilung zu fördern“, berichtet Redl.

Die Verbesserung der ASC-aktivierenden Mikroumgebung sowie die weitere Erforschung von Anwendungsgebieten werden die Wissenschaft in den nächsten Jahren verstärkt beschäftigen.

Hoffnung für Querschnittsgelähmte

Selbstassemblierende Peptide (SAP) sind neuartige Moleküle, die speziell für die Gewebezüchtung entwickelt wurden. Diese formen biokompatible Nanofasern und unterstützen das Zellwachstum. Eines dieser Peptide kam jüngst in experimentellen Studien zu Wirbelsäulenverletzungen zum Einsatz. Als Resultat kam es zu einer signifikanten Entzündungsverringerung und Reduktion der posttraumatischen Apoptose sowie zu einem Rückgang von Astrogliosen (vermehrtes Auftreten hypertropher bzw. hyperplastischer Astrozyten aufgrund des Untergang benachbarter Neuronen). Außerdem zeigten sich deutliche Verbesserungen in der Funktionalität von Axonen (schnellere Reizerweiterung, verkürzte Refraktärzeit).

Weiters konnten, etwa durch die Kombination von Zell-Grafts mit wachstumsfördernden Maßnahmen, Fortschritte in der axonalen Regeneration und Wiederherstellung der Funktionalität erzielt werden. Mithilfe der Erkenntnis und bei Anwendung der Methoden am Menschen könnte in Zukunft beispielsweise die Situation bei Querschnittslähmung verbessert werden.

Nervenwachstum ist übrigens auch ein Thema bei den Stoßwellenversuchen, die das LBI Trauma in Wien durchgeführt. „Wir haben erstmals gesehen, dass die Behandlung von Arm- oder Beinverletzungen mit Stoßwellen nicht nur geeignet ist, das Knochenwachstum anzuregen, sondern auch die Geschwindigkeit des Nervenwachstums fast zu verdoppeln“, berichtet Redl.

Heilung am seidenen Faden

Seidenfibroin-Proteine (Gerüstsubstanz der Naturseide) haben jüngst in der Biomedizin als bioaktive Matrizes Aufmerksamkeit erregt. Sowohl In vitro- als auch In vivo-Studien haben gezeigt, dass Fibroin mit anderen Zellen (z. B. Stammzellen aus Knochenmark oder Fibroblasten) interagieren und so zur Geweberegeneration beitragen kann. Bei den Fibroin-Scaffolds – in unterschiedlichen Anwendungsformen, beispielsweise als Gele, Schwämme oder Fasern – konnte man sehen, dass sie sowohl zur Regeneration von Hartgewebe als auch von Weichteilen einsetzbar sind.

„Bei uns am LBI wird gerade ein natürlicher Ersatz für das Kreuzband entwickelt. Wir bringen ein Trägergerüst aus Seidenfibroin mit körpereigenen Zellen, etwa aus der Schleimhaut im Knie, im Bioreaktor zusammen, wobei das Trägergerüst, an dem die Zellen anwachsen, gedehnt und gedreht wird, wie dies unter natürlicher Belastung der Fall ist. So entsteht ein Produkt mit der Stabilität, Reißfestigkeit und Beweglichkeit eines natürlichen Kreuzbandes“, betont Redl.

Seiden-Nanopartikel dienen der Wissenschaft darüber hinaus als bioaktive Wirkstoff-Transportsysteme für neu entwickelte Chemotherapien und als dreidimensionale Trägermatrix zur Bildung von Tumormodellen in vitro. Studien haben ergeben, dass sich Seidenproteine zur Beschichtung von orthopädischen Titanimplantaten eignen. Derart beschichtete Implantate weisen ein erhöhtes Potenzial zur Osteoblastenhaftung und -proliferation auf.

Die Seidenquelle sowie die Verarbeitung des Materials spielen im Zusammenhang mit den biologischen und physikalischen Eigenschaften des Fibroins eine wesentliche Rolle.

„Damit neue therapeutische Möglichkeiten nicht auf der Strecke bleiben, bedarf es der internationalen Verflechtung aller relevanten Fachdisziplinen und einer funktionierenden Kooperation aller Beteiligten“, mahnt Redl, in Zukunft noch mehr an einem gemeinsamen Strang zu ziehen.

Quelle: 3. TERMIS Weltkongress, 5.–8. September 2012, Wien

M. Strausz, Ärzte Woche 40/2012

Zu diesem Thema wurden noch keine Kommentare abgegeben.

Mehr zum Thema

<< Seite 1 >>

Medizin heute

Aktuelle Printausgaben