Biotechnologische Herstellung von Luftröhrenimplantaten
Die Sterblichkeitsrate beim primären Tracheakarzinom ist ausgesprochen hoch, und jährlich sind davon Tausende Menschen in ganz Europa betroffen. In den meisten Fällen ist die chirurgische Entfernung und Rekonstruktion die Methode der Wahl. Aber selbst bei Patienten mit operablen Tumoren liegt der Anteil der kompletten Tumorresektion auf Grund der Schwierigkeiten bei der Rekonstruktion der Luftröhre bei weniger als 60 %. Für die biotechnologische Herstellung von Luftröhren wird eine Spenderluftröhre benötigt, bei der alle Zellen und Antigene aus dem Gewebe entfernt werden. Ein alternativer Ansatz ist die Rekonstruktion mit biosynthetischem Material, das ähnliche Eigenschaften wie die native Luftröhre aufweist. Der nächste Schritt ist das Auffüllen des verbleibenden Luftröhren-Scaffolds mit patienteneigenen Zellen. Die Grenzen der Methode liegen allerdings in der für diese Rezellularisierung benötigten Zeit, die für einen Krebspatienten kritisch sein kann. Das EU-finanzierte Projekt "Biomaterials for tracheal replacement in age-related cancer via a humanly engineered airway" (BIOTRACHEA) zielt darauf ab, den Ansatz für die Dezellularisierung biologischer Luftröhren-Scaffolds zu verbessern und Ansätze zur Verwendung synthetischer Scaffolds zu entwickeln. Eines der wichtigsten Ziele des Konsortiums ist der schnelle Transfer der Forschungsergebnisse in kommerzielle Produkte für die Gewebezüchtung und für zellbasierte Therapien. Im ersten Projektjahr lag der Schwerpunkt auf Plattformtechnologien und der Entwicklung eines synthetischen Scaffolds für In-vitro- und In-vivo-Tests. Die In-vitro-Tests mit dem synthetischen Scaffold sind inzwischen abgeschlossen. So weist das neue Scaffold geeignete mechanische Eigenschaften auf und ist mit den Zellkomponenten des Patienten kompatibel. Es wurde ein Organbad für Hohlorgane entwickelt, um das gesamte Scaffold ex vivo testen zu können. Der neue Bioreaktor entfernt zuerst die Spenderzellen und füllt das Scaffold danach automatisch mit den Patientenzellen auf. Zelladhäsion, -wachstum und -vermehrung erfolgen auf dem Scaffold, während sich dies im Bioreaktor befindet. Erstellt wurde zudem eine Plattform für den Daten- und Wissenstransfer sowie die Webseite von BIOTRACHEA, auf der die Informationen nun offiziell abrufbar sind. Letztendliches Ziel des Konsortiums ist die Durchführung erster klinischer Studien am Menschen. Hierfür wurde ein Bioethikausschuss eingerichtet, und derzeit wird eine Regulierungsstrategie für die Zulassung der klinischen Studie entwickelt. Die Ergebnisse von BIOTRACHEA werden medizinische Versorgung, wissenschaftliche Forschung und Industrie in Europa langfristig umfassend stärken. und dazu beitragen, die Krebstherapie für Hohlorgane zu revolutionieren.
Schlüsselbegriffe
Luftröhrenkrebs, biotechnologisch hergestellte Luftröhre, Scaffold, regenerative Medizin
