Nanotechnologie-Projekt der EU zur Rekonstruktion von Human-Hornhaut mittels Tissue Engineering (Gewebezüchtung)
Ein neues, von der EU finanziertes Projekt soll das Gebiet der Augenchirurgie verändern. Dadurch soll auch die Zahl der Tierversuche drastisch gesenkt werden, denn Human-Hornhaut wird dabei in vitro rekonstruiert. Das Projekt 'Cornea Engineering (Hornhaut-Engineering) verfolgt eine einmalige Methode für den Ersatz der Hornhaut. Mit der Gewebezüchtung wird hier eine dreidimensionale menschliche Hornhaut geschaffen. Dies ist ein erstmaliger Versuch dieser Art in Europa, ähnliche Forschungen wurden allerdings bereits in den USA und Kanada durchgeführt. Da die Besorgnis über einen weltweiten Mangel an Spender-Hornhäuten wächst und dazu noch die zunehmende Anzahl von korrigierenden Augenoperationen hinzukommt, durch die eine Hornhaut nicht mehr transplantiert werden kann, werden die in drei Jahren erwarteten Ergebnisse dieses Projekts von den Chirurgen wahrscheinlich bereitwillig angenommen werden. Diese Methode verringert auch das Risiko, dass bei einer Operation Krankheiten übertragen werden. Die Entwicklung der durch Gewebezüchtung hergestellten Hornhäute wird darüber hinaus die Anzahl der kosmetisch-pharmazeutischen Tierversuche senken. Wie der Projektleiter David Hulmes gegenüber CORDIS News erklärte, sind derzeit Versuche mit Kaninchen weit verbreitet, um die Wirkung von Chemikalien auf das Auge zu ermitteln. Wenn der Wunsch, das Leiden der Tiere zu mindern, nicht ausreicht, um einige Unternehmen dazu zu bringen, sich um alternative Methoden zu bemühen, müsste ein kurzfristig eingeführtes Verbot der EU für die Vermarktung von Kosmetika, die an Tieren getestet wurden, einen zusätzlichen Anreiz darstellen. Dr. Hulmes erklärte, dass die Hornhaut aus drei Schichten besteht, nämlich Epithel (äußere Schicht), Endothel (innere Schicht) und Stroma, einer dazwischen liegenden Schicht, die für die Wölbung der Hornhaut verantwortlich ist. Das Kollagen, das 16% der Hornhaut ausmacht, besteht aus Faserschichten. Alle Fasern einer Schicht liegen parallel zueinander, doch diese Richtung ändert sich von Schicht zu Schicht, so dass die Fasern, wenn man in der Hornhaut von außen nach innen geht, in alle Richtungen zeigen. Dies gibt der Hornhaut ihre Transparenz und verleiht ihr gleichzeitig die biomechanische Steifheit. "Ziel des Projekts ist der Aufbau der Hornhaut mit Proteinen aus einer Kultur. Dabei werden Humanproteine in rekombinanter Form erzeugt, die die natürlichen Bestandteile so genau wie möglich simulieren", meinte Dr. Hulmes. Dank dieser Technik werden wahrscheinlich die Probleme gelöst, die heute noch bei einer Hornhauttransplantation auftreten. Derzeit werden zwei Methoden eingesetzt. Bei der einen werden statt Zellen Polymere zur Bildung einer synthetischen Hornhaut verwendet, und hier besteht das Risiko einer Abstoßung durch das umliegende Gewebe. Bei der anderen Methode kommt die Gewebezüchtung zum Einsatz, aber die Proteine stammen von Rindern, und hier lauert eventuell wieder die Gefahr von BSE, wie Dr. Hulmes ausführte. Das Konsortium setzt sich aus 14 Teams aus neun verschiedenen Ländern zusammen. In den Teams arbeiten Grundlagenwissenschaftler, Ophthalmologen sowie klein- und mittelständische Unternehmen (KMB). Für die kommenden drei Jahre hat sich das Konsortium eine Reihe von Zielen gesetzt. Zunächst geht es um die Durchführung von Versuchen an einer Technik, die von einem italienischen Team entwickelt wurde und bei dem Projekt eingesetzt werden soll. Sie befasst sich mit dem Ersetzen der äußeren Hornhautschicht. Dieses Verfahren kann dazu beitragen, dass das Augenlicht nach Verbrennungen durch Chemikalien wieder hergestellt wird. Die italienischen Wissenschaftler haben dazu bei dem Patienten Stammzellen aus dem Limbus (Rinne im Übergang der Cornea auf die Sklera) entnommen und daraus eine Nachbildung des Epithels geschaffen, die über die Hornhaut desselben Patienten gesetzt werden kann. Zweites Ziel ist die Entwicklung einer Semi-Cornea, mit der die andere Hälfte der Hornhaut ersetzt werden kann. Laut Dr. Hulmes stehen die Chancen gut, dass dies bis Projektende ausgearbeitet ist. Das oberste Ziel ist nach Aussage von Dr. Hulmes ehrgeiziger, denn hier geht es um die Rekonstruktion der gesamten Hornhaut. Doch dafür muss noch eine geeignete Stammzellenquelle für das Endothel gefunden werden.