Bioaktive Gerüste für die Züchtung von Herzmuskelgewebe
Für eine erfolgreiche Behandlung kardiovaskulärer Krankheiten mangelt es oft an geeignetem Gewebe zur Wiederherstellung von geschädigtem Herzmuskel-, Herzklappen- oder Gefäßgewebe. Dabei ist die Entwicklung verbesserter Prothesenmaterialien eine lohnende, aber nicht zu unterschätzende Herausforderung. Das große europäische Gemeinschaftsprojekt BIOSCENT unter Leitung eines Konsortiums aus Experten für regenerative Medizin und Tissue Engineering entwickelte multifunktionale bioaktive Polymergerüste, die die Bildung von kardiovaskulärem Gewebe aus adulten Stammzellen fördern. An dem fünfjährigen Projekt beteiligen sich 15 Partner aus Industrie- und Forschungseinrichtungen. Schwerpunkt von BIOSCENT war die Regeneration der drei Arten von kardiovaskulärem Gewebe: Herzmuskel, Blutgefäß und Herzklappen. Im Verlauf des Projekts wurden zwei Ansätze verfolgt, bei denen zum einen mittels herkömmlicher In-vitro-Technologie Stammzellen auf einem Polymergerüst gezüchtet und dann als Prothese implantiert werden. Alternativ sollte ein In-situ-Ansatz mit implantierten unbesiedelten bioaktiven Gerüsten die Rekrutierung patienteneigener Stammzellen und Geweberegeneration fördern. Der In-situ-Ansatz verringert Risiken und Komplikationen, die typischerweise mit der Zellexpansion, Differenzierung, Organisation und Implantation biologischer Implantate einhergehen. Für den In-vitro-/In-vivo-Ansatz wurden vier verschiedene Gerüste entwickelt: eine künstliche Matrix (cardiac patch) und injizierbare Zellimplantate für Myokard, Gefäße und Herzklappen. Für jeden Gerüsttyp wurden Polymere, Stammzellquellen und Wachstumsfaktoren entwickelt, die die Geweberegeneration anregen, was in bioaktiven Prototypen resultierte. Die besten der insgesamt 48 in vitro getesteten Prototypen wurden danach in vivo getestet: fünf für den Cardiac Patch, drei für die injizierbaren Zellimplantate, fünf für Herzklappen und vier für Blutgefäße. Die Ergebnisse der In-vivo-Tests waren sehr viel versprechend, insbesondere für den Cardiac Patch und die injizierbaren Zellimplantate. Nun wird an der Optimierung der Prototypen gearbeitet, und demnächst sollen In-vivo-Tests an großen Tieren erfolgen, damit man in etwa 3 bis 5 Jahren für erste Implantate beim Menschen bereit ist.
Schlüsselbegriffe
Gerüste, Tissue Engineering, Herzkreislauferkrankungen, Stammzellen, bioaktiv
