Biotechnologische Herstellung von Knochengewebe
Jährlich werden in Europa mehr als 1 Mio. Knochentransplantationen durchgeführt. Obwohl eine autologe Knochentransplantation meist sinnvoll ist, kommt es häufig zu Komplikationen, und auch Material ist nur begrenzt verfügbar. So untersuchte das EU-finanzierte Projekt REBORNE (Regenerating bone defects using new biomedical engineering approaches) mesenchymale Stammzellen aus dem Knochenmark, die sich zu Osteoblasten differenzieren und damit schließlich Knochenmaterial herstellen können. Das Konsortium untersuchte, inwieweit sich Knochenmark, Fettgewebe und Nabelschnurblut zur Gewinnung von MSC eignen, um daraus biomimetische Knochengerüste herzustellen. Nach umfangreichen Tierversuchen zur Sicherheit und Wirksamkeit wurde aus keramischen Calciumphosphat- und Hydrogelgerüsten synthetischer Knochenersatz hergestellt. Die Materialien fördern die Adhäsion, das Wachstum und die Differenzierung von MSC zu Osteoblasten. Für den klinischen Einsatz wurden Zellkulturen angelegt, bei denen tierisches Substrat durch Derivate aus Thombozytenlysaten ersetzt wird, die aus menschlichem Blut gewonnen werden. Zudem forschte man an alternativen Methoden zur Injektion von autologen MSC-Kulturen in Nekrosen des Hüftkopfs. In verschiedenen EU-Ländern wurden insgesamt fünf klinische Studien zur Behandlung von Frakturen langer Knochen, Hüftkopfnekrose und dem Knochenaufbau vor Einsatz eines Zahnimplantats genehmigt und abgeschlossen. Damit demonstrierte das Konsortium erstmals in klinischen Studien, dass sich MSC und Biomaterialien für die Regeneration von Knochen eignen, u.a. zur Behandlung der Gaumenspalte bei Kindern. Die Ergebnisse wurden in 34 Artikeln renommierter Fachzeitschriften, auf acht Workshops, 190 Vorträgen bei großen Wissenschaftskonferenzen und in den Medien veröffentlicht. Handelspartner erhielten die CE-Zertifizierung für drei neue Produkte, und aus der Universität ging ein Spin-off-Unternehmen hervor. Außerdem wurden in Deutschland, Frankreich, Italien und Spanien Standards für die Produktion und Qualitätskontrolle zelltherapeutischer Produkte eingeführt. Die neuartigen synthetischen Knochen versprechen bessere Heilungschancen bei orthopädischen oder kieferchirurgischen Eingriffen. Da so bisherige Hürden bei chirurgischen Verfahren ausgeräumt werden können, ist auch die Regeneration anderer Gewebe denkbar.
Schlüsselbegriffe
Knochen, Tissue Engineering, Transplantation, mesenchymale Stammzellen, Knochenbruch, Osteonekrose, klinische Studie, Gaumenspalte, CE
