Verbesserung biotechnologisch hergestellter Gewebe
Um künstliche Gewebe herzustellen, kombiniert das so genannte Tissue Engineering biotechnologische Methoden, Zellbiologie und Materialwissenschaften. Neben geeigneten mechanischen und strukturellen Eigenschaften dieser künstlichen Gewebe ist eine ordnungsgemäße Funktion vor allem von der Versorgung mit Nährstoffen und Sauerstoff durch ausreichende Vaskularisierung abhängig.Endotheliale im Blut zirkulierende Vorläuferzellen sind möglicherweise eine autologe Zellquelle für die Gefäßneubildung in solchen Geweben. Erfolgreich ist eine Implantation allerdings nur dann, wenn keine Abstoßung stattfindet. Auf dieser Grundlage sollte das EU-finanzierte Forschungsprojekt RTSAPA die für die Angiogenese kritischen Immunwege identifizieren und deren Einfluss auf Angiogenese und Geweberegeneration untersuchen.Das angeborene Immunsystem beruht auf der Mustererkennung durch Rezeptoren (pattern recognition receptors, PRR), die viele Klassen typischer mikrobieller Molekülstrukturen erkennen. Toll-like-Rezeptoren (TLR) sind eine der größten und am besten beschriebenen PRR-Familien und stehen offenbar in Zusammenhang mit der Angiogenese.Um die komplexen Vorgänge bei der Angiogenese in vitro zu untersuchen, entwickelten die Forscher ein Co-Kultursystem mit Endothelzellen und Osteoblasten und quantifizierten die Bildung neuer Gefäße mittels Fluoreszenz- und Konfokalmikroskopie. Die Methode sollte zeigen, ob die Aktivierung spezifischer TLR die Angiogenese stimuliert.Tatsächlich förderte die Stimulation von TLR3 (Erkennung der doppelsträngigen RNA zahlreicher Viren) die Vaskularisierung. Ebenso verstärkte die Aktivierung von TLR4, der Lipopolysaccharidstrukturen von gramnegativen Bakterien erkennt, die Bildung von Mikroblutgefäßen im Co-Kultursystem. Gleichzeitig erhöhte sich die Expression bestimmter Angiogenese-verwandter Zytokine (IL-6 und IL-8), Wachstumsfaktoren (VEGF, PDGF-BB) und Adhäsionsmoleküle (ICAM-1, E-Selectin).Damit trug RTSAPA neue Erkenntnisse zur Beteiligung von TLR-Signalwegen an der Angiogenese und möglicherweise der Geweberegeneration bei. In der klinischen Praxis könnten damit TLR-Agonisten zum Einsatz kommen, die die Angiogenese bei biotechnologisch hergestelltem Knochengewebe in der regenerativen Medizin stimulieren.
