Natürliche Prozesse des Körpers nachahmen
Eine EU-finanzierte Forschungsgruppe an der norwegischen Universität Bergen setzt Nanotechnologie ein, um einen Weg zur Nachahmung der natürlichen Prozesse des Körpers zu finden, darunter auch die Anregung von Zellen zur Bildung neuer Blutgefäße für biomedizinisch gezüchtetes Gewebe. Die Universität Bergen ist an mehreren wichtigen EU-finanzierten Projekten beteiligt, beispielsweise an VascuBone ("Construction kit for tailor-made vascularized bone implants"), das 15 Partner umfasst und mit 12 Mio. EUR aus dem Programm Zusammenarbeit des Siebten Rahmenprogramms (RP7) gefördert wird. Aufgabe des Projekts ist es, die Bildung von Blutgefäßen während der Regeneration neuen Knochengewebes zu verbessern. Forscher der Bereiche Biomedizin und Nanotechnologie aus der ganzen Welt arbeiten hart daran, Zellen zur Gewebebildung anzuregen. Doch alle Gewebe benötigen auch eine Blutzufuhr und auf dieses Problem konzentriert sich die Forschungsgruppe der Universität Bergen. Die Forscher untersuchen, inwiefern die natürlichen Prozesse des Körpers mit Nanotechnologie nachgeahmt werden können. Dazu erkunden sie, wie Zellen miteinander und mit synthetischem Biomaterial interagieren und was zum Regenerationsprozess dazugehört. Das Ziel besteht zunächst darin, die natürlichen Mechanismen der Zellen zu verstehen und anschließend zu kopieren, um neues Gewebe zu regenerieren und zu züchten. Der Leiter der Forschungsgruppe, Professor James Lorens von der Universität Bergen, erklärte: "Ein ideales Implantat sollte das natürliche Gewebe des Körpers nachahmen und Proliferations- und Differenzierungssignale an die Zellen senden. Die Topologie im Nanomaßstab ist wichtig, um zu steuern, wie dies vor sich zu gehen hat." "Eine primäre Herausforderung für jede Gewebebildung ist jedoch, die Blutzufuhr zum neuen Gewebe sicherzustellen. Mit anderen Worten, es muss sichergestellt werden, dass sich Blutgefäße im Gewebe bilden können." Das Team von Professor Lorens arbeitet an dem Aspekt der Blutversorgung bei der Gewebezüchtung und es ist den Forschern bereits gelungen, drei Komponenten der Blutgefäße (Epithel- und weiche Muskelzellen sowie Matrixproteine) in einem Implantat an der Stelle einzusetzen, wo Zellen sich mit dem neuen Gewebe verbinden. Das Experiment war sowohl in vitro als auch in vivo im Tierexperiment erfolgreich. "Wir haben die Gefäßbildung in synthetischen Implantaten an unseren Labortieren demonstriert", sagte Professor Lorens. "In der nächsten Phase werden wir spezifischere Gewebearten, etwa Knochengewebe, untersuchen." Das Team hält auch Ausschau nach Möglichkeiten, Nanotechnologie für die direkte Kommunikation von Zellen einzusetzen. Um zu bestimmen, wie nanostrukturierte Oberflächen die Blutgefäßbildung beeinflussen, platzierten die Forscher Zellen auf nanostrukturiertem Biomaterial, dessen Oberfläche mit bestimmten, spezifische Signale an die Zellen sendenden Molekülen behandelt worden war. "Wir müssen besser verstehen, wie Zellen nanogefertigte Oberflächen wahrnehmen und wie dies die Kommunikation zwischen den Zellen beeinflusst", so Professor Lorens. "Durch Reproduzierung der Signale, welche die Zelle von ihrer direkten Umwelt in den verschiedenen Körpergeweben empfängt, können wir steuern, wie die Zellen sich verbreiten und differenzieren." Ein Teil der Arbeit der Forschungsgruppe besteht darin festzustellen, wie diese Prozesse in Krebsgewebe funktionieren. Professor Lorens dazu: "Mithilfe der Gewebezüchtung können wir einen Tumor reproduzieren, um zu untersuchen, wie dieser mit den Blutgefäßen interagiert. Wenn es uns gelingt, die Blutzufuhr zum Tumor zu unterbrechen, wird er verhungern und sterben. Die Züchtung von Tumorgewebe kann uns dabei helfen zu verstehen, wie sich Krebszellen über den Blutkreislauf verbreiten." Die Forschungsgruppe der Universität Bergen ist auch an einer europäischen Zusammenarbeit beteiligt, die sich mit der Suche nach neuen Arzneimitteln befasst, mit denen die Blutzufuhr zu Krebsgewebe blockiert wird und der Krebs dadurch verhungert.
Länder
Norwegen