Optimierte Materialien für Gewebezüchtung
Jedes Gewebe besteht aus verschiedenen Zelltypen, die sich erst differenzieren, wenn sie eindeutige Signale aus ihrer Umgebung erhalten. Bei der Gewebezüchtung für Transplantationen muss eine geeignete kontrollierbare Umgebung geschaffen werden, damit sich die Zellen differenzieren und in das Wirtsgewebe integrieren können. Das EU-finanzierte Projekt PREVASCIN entwickelte ein Nerven- und Gefäßnetz für Transplantate, um die Integration synthetisch erzeugten Gewebes in den Wirt zu optimieren. Hierfür wurde das Bausteinsystem "Living Legos" mit Matrixelastizität und lokalen Wachstumsfaktoren kombiniert, um die Bildung separater Gewebekomponenten zu kontrollieren. Neben der Steuerung des Wachstums kann mit der Methode auch die Gefäßbildung und Innervation des Transplantats aus einer einzelnen Zellquelle initiiert werden. Die Forscher entwickelten ein mit Gelatine und Polyethylenglykoldimethacrylat (PEGDMA) chemisch modifiziertes Komposithydrogel. Mit variierendem PEGDMA-Gehalt können die mechanischen Eigenschaften des Systems genau abgestimmt werden. Dann wurde untersucht, inwieweit das System die Differenzierung humaner mesenchymaler Stromazellen (MSC) fördert, was in der Differenzierung der neuronaler und osteogener Zelllinien resultierte. Schließlich wurde ein Aptamerverfahren entwickelt, das die räumlich-zeitliche Verteilung der Wachstumsfaktoren in Hydrogelen steuert. Insbesondere mit dem vaskulären endothelialen Wachstumsfaktor VEGF konnte im Hydrogel die spezifische Organisation von Endothelzellen gefördert werden. Mit der Bausteinmethode konnte PREVASCIN Gewebekonstrukte erzeugen, in denen die Hydrogelkomponenten variieren. Bei der Züchtung von Knochengewebe mit Nervenstrukturen und Knochengewebe mit Endothelstrukturen zeigte sich, dass die vaskulären und neuronalen Netze nicht vollständig entwickelt waren, sodass weiter geforscht werden muss. Trotzdem ist die Strategie hochflexibel und kann leicht an andere Anwendungen und technische Gewebe angepasst werden. Insgesamt widmete sich PREVASCIN damit einem häufigen Engpass in der Gewebezüchtung: der korrekten Integration von transplantiertem Gewebe in den Patienten, und dieser modulare Ansatz soll nun für klinische Anwendungen optimiert werden.
Schlüsselbegriffe
Tissue Engineering, Transplantation, PREVASCIN, Gefäßnetz, MSC
