Optimierte biologische Gerüste für die Geweberegeneration
Organtransplantationen sind der Goldstandard für die Behandlung von Organversagen im Endstadium, aber der starke Mangel an Spendern macht alternative Methoden auf der Grundlage von Gewebe-Engineering und regenerativer Medizin notwendig. Allerdings können allogene Knochentransplantate beim Vaskulieren und Umbau versagen, während die Verwendung von Gerüsten, Zellen und Wachstumsfaktoren eine negative Wirtsreaktion und Ablehnung auslösen kann. Das EU-finanzierte Projekt DECELL BONE REGEN (Development of an innovative supercritical fluid decellularisation technology to produce advanced biocompatible scaffolds for complex musculoskeletal regeneration) schlug vor, biologische Gerüste nach der Entfernung von Zellen (Dezellularisierung) zu erzeugen. In diesem Zusammenhang testeten die Forscher verschiedene Dezellularisierungsmittel wie Detergenzien, Säuren und Basen an Leber, Blase und Dünndarm von Schweinen und konnten die Wirksamkeit des Ansatzes erfolgreich charakterisieren. Darüber hinaus untersuchten sie die Wirkung der Dezellularisierungsmethodik auf die molekulare Oberflächenfunktionalität der Gerüste. In einem anderen Teil des Projekts untersuchten die Wissenschaftler die Rezellularisierung von Gerüsten an verschiedenen menschlichen Zellen. Sie untersuchten die Apoptose, Proliferation, Morphologie und Schichtung von Zellschichten mittels Immunhistochemie. Außerdem gewannen sie wichtige Erkenntnisse zu der Wechselwirkung zwischen Makrophagen und dem Host-Remodeling-Prozess, wobei sie sich auf Makrophagenreaktionen auf extrazelluläre Matrix-Hydrogele konzentrierten. Überkritische Flüssigkeiten haben keine unterscheidbaren Gas- und Flüssigphasen. Die Wissenschaftler optimierten die Technologie überkritischer Fluide für die Dezellularisierung. Die Modifikation der vorhandenen Ausrüstung ermöglichte den direktionalen Fluss von überkritischem Kohlendioxid für die nukleare und zelluläre Entfernung von Lebergewebe. Es wurden verschiedene Optimierungsschritte durchgeführt, um die Betriebsbedingungen für die Dezellularisierung teilweise zu definieren. Die Verwendung von Ethanol und deionisiertem Wasser in Kombination mit überkritischer Verarbeitung führte zu einer Reduzierung des DNA-Gehalts um 15%. Insgesamt hat die Dezellularisierungs- und Rezellularisierungsmethode ein großes Potenzial für die Entwicklung von funktionellen biologischen Gerüsten mit vaskulären Netzwerken von ganzen Organen. Im Gegenzug wird dies zu einem verbesserten klinischen Ergebnis mit minimalen Nebenwirkungen führen.
Schlüsselbegriffe
Gerüst, regenerative Medizin, DECELL BONE REGEN, Dezellularisierung, überkritische Flüssigkeit
