Große Schritte dank neuer Methoden

Selbstheilungskräfte wie ein Superheld auf der Kinoleinwand? Zumindest im weitesten Sinne ist es das, worauf die Regenerative Medizin abzielt. Im Teilgebiet der Biomedizin herrscht derzeit die stärkste Entwicklungsdynamik. Neue Methoden sollen der Medizin in neue Sphären verhelfen.

01.02.2016

 
Foto: Pipette in Petrischale

Beim Tissue Engineering wird Gewebe in einer Kulturschale hergestellt. Hierzu werden mit vom Patienten stammenden Zellen Transplantate erzeugt, die nicht abgestoßen werden; © panthermedia.net/angellodeco

Wird in der Medizin von Regeneration gesprochen, ist damit die Fähigkeit gemeint verlorengegangene Körperfunktionen, mittels gezüchtetem Gewebe oder körpereigener Regenerationsprozesse, in ihren gesunden Originalzustand zurückzubringen. Klingt ein wenig wie in einem Superhelden Film, wenn sich nach einer Schuss- oder Schnittverletzung die Wunde von selbst heilt. Ganz so ist es in der Realität dann aber doch nicht. Zwar besitzt unser Körper diese Fähigkeiten, jedoch braucht er länger als auf der Leinwand, um sich zu regenerieren.

Wissenschaftler haben die Hoffnung mithilfe der Regenerativen Medizin sowohl seltene- als auch Volkskrankheiten besser zu behandeln. Hierbei sind lebende Zellen die treibende Kraft. Kombiniert mit Wirkstoffen und Biomaterialien sollen sie dabei helfen funktionsgestörte Zellen, Gewebe und Organe wiederherzustellen. Für den nötigen Nachschub sorgen Stammzellen. Sie produzieren ein Leben lang neue Zellen für das Gewebe.

Im Laufe des Lebens wird die Regenerationsfähigkeit eines Menschen nach und nach schlechter. Zellen gehen zugrunde. Organfunktionen lassen nach. Dem versuchen Forscher entgegenzuwirken. Doch auch in einer anderen Hinsicht sorgen die Organe für Komplikationen. An und für sich haben sie alle die Fähigkeit zur Regeneration. Allerdings ist diese bei manchen, beispielsweise Leber oder Rückenmark, ausgeprägter als bei anderen, wie Gehirn, Herz oder Auge. Wissenschaftler forschen seit Jahren an verschiedenen Methoden, um die Regenerative Medizin voranzutreiben. Zwei davon werden diesen Monat von MEDICA.de unter die Lupe genommen.
Beim Tissue Engineering wird Gewebe in einer Kulturschale hergestellt. Hierzu werden mit vom Patienten stammenden Zellen Transplantate erzeugt, die nicht abgestoßen werden. Ein Trägermaterial natürlichen oder synthetischen Ursprungs hilft den Zellen beim Wachsen. Bisher starb das gezüchtete Gewebe nach dem Einsetzen in den Körper in vielen Fällen sehr schnell wieder ab, da im Gewebe Blutgefäße fehlten. Das ist vor allem bei komplexer nachzubauenden Organen wie der Leber, dem Herz oder der Lunge der Fall. Denn diese bestehen aus unterschiedlichen Zelltypen und verzweigten Adersystemen. Zwar ist es einem Unternehmen aus San Diego bereits gelungen eine Mini-Leber herzustellen, doch auch diese starb innerhalb von 40 Tagen ab. Um das zu vermeiden hat Prof. Raymund Horch vom Universitätsklinikum Erlangen eine Methode entwickelt, die Gewebe mit einer eigenen Blutversorgung versieht. Was es damit genau auf sich hat verriet er im Interview mit MEDICA.de.

Eine Methode die auf das Tissue Engineering hinarbeitet ist das Elektrospinnen. Durch eine Verbindung zwischen einer Polymerlösung und einem starken elektrischen Feld entstehen feinste Polymere Nanofasern. Aus diesen werden künstliche Gewebe erzeugt. Es ist allerdings fraglich ob dieses eine ähnliche Stabilität hat wie das Original. Doch auch hier haben Forscher in den letzten Jahren große Fortschritte gemacht. Tao Xu vom Wake Forest Institute for Regenerative Medicine in Winston-Salem (USA) gelang es zum Beispiel ein relativ widerstandsfähiges Knorpelgewebe zu erschaffen. Abwechselnd druckten sie mithilfe des 3D-Druckers Polymerfäden und Knorpelzellen aus, bis es stabil war. Beim Melt Electrospinning Writing wird hingegen Weichgewebe mithilfe von künstlich erzeugten Polymerfäden geformt. Um weiche Implantate herzustellen, werden feinste Fasern benötigt. Prof. Paul Dalton von der Universität Würzburg ist es gelungen ein Komposit aus Polymerfasern und Hydrogel zu produzieren, das besonders widerstandsfähig ist. Im Interview mit MEDICA.de erklärt er die Besonderheiten dieses Kompositmaterials und geht darauf ein, was das 3D-Druckverfahren so speziell macht.

Kilian Spelleken
MEDICA.de