Künstliche Gefäße: Durch dick und dünn

19. Oktober 2016
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Forschern ist es erstmals gelungen, aus Hautzellen von Schafen Vasa herzustellen, die im Körper der Tiere natürlich mitwachsen. Dabei machten sie eine spannende Beobachtung: Die künstlichen Gefäße dehnen sich nicht nur, sie werden vom Organismus neu belebt.

In einer Studie biomedizinischer Experten der University of Minnesota wurden künstliche Blutgefäße entwickelt und in junge Lämmer implantiert. Das Besondere daran: Sie können mit dem Rezipienten mitwachsen.

Wenn sich die Wirkung auch in der Anwendung bei Menschen bestätigt, könnten diese neuen Gefäßtransplantate wiederholte Operationen bei Kindern mit angeborenen Herzfehlern überflüssig machen.

Versuche an Lämmern erfolgreich

Das Team um Robert Tranquillo stellte gefäßartige Röhren aus Hautzellspenden her und entfernte die Zellen, um das Risiko auf Abstoßung zu minimieren. Das bedeutet auch, dass die Gefäße gespeichert und implantiert werden können, wenn sie gebraucht werden, ohne auf die individuelle Zellengröße des Rezipienten angewiesen zu sein. Sobald die Transplantation im Lamm stattgefunden hatte, wurden die Röhrchen mit körpereigenen Zellen neu besiedelt, wodurch sie wachsen konnten.

„Das könnte das erste Mal sein, dass wir ein ‚Off-the-Shelf‘ Material haben, das von Ärzten in den Patienten implantiert wird und im Körper wachsen kann,“ so Tranquillo. „In der Zukunft könnte das für Kinder mit Herzfehlern nur eine statt bisher fünf oder mehr Eingriffe bedeuten.“

So funktioren die Gefäße aus dem Labor

Als Versuchsmaterial für die Studie verwendeten die Forscher eine selbst entwickelte Substanz kombiniert aus Hautzellen von Schafen und Fibrin, einem gelatinartigen Stoff. Daraus formten sie Röhrchen und pumpten für einen Zeitraum von fünf Wochen mithilfe eines Bioreaktors rhythmisch Nahrung hinein, um das Zellwachstum zu sichern. Der pumpende Bioreaktor diente sowohl als Nahrungsquelle als auch als Training, um die Röhrchen zu kräftigen und zu verhärten.

Das macht die künstliche Version robuster als natürliche Arterien und verhindert, dass sie im Körper aufplatzen. Mit speziellen Reinigungsmitteln schafften es die Experten, die Schafzellen wegzuwaschen – was blieb, war eine zellfreie Matrix, die keine Immunreaktion hervorruft, wenn sie im menschlichen Körper eingepflanzt wird.

Als das Team das Gefäßtransplantat einbaute, um bei drei fünf Tage alten Lämmern einen Teil der Lungenarterie zu ersetzen, wurden die Gefäße schnell von deren körpereigenen Zellen besiedelt. Das zwang die künstlichen Röhrchen dazu, in der Form nachzugeben und mit dem Tier bis zum Erwachsenenalter mitzuwachsen.

Aus künstlicher Materie wird lebendiges Gewebe

„Wichtig ist, dass als das Transplantat in das Schaf eingesetzt wurde, die Zellen die Blutgefäß-Matrix neu besiedelt haben,“ sagt Tranquillo. „Wenn die Zellen das Transplantat nicht besiedeln, kann das Gefäß nicht wachsen. Es ist die perfekte Verbindung zwischen Gewebe Engineering und regenerativer Medizin. Künstliches Material wird im Labor gezüchtet und nachdem man es implantiert hat, wird es durch natürliche Prozesse im Körper zu einem lebendigen Gewebe gemacht.“

Der nächste Schritt laut Tranquillo ist das Gespräch zu Ärzten zu suchen, um in den nächsten Jahren eine Genehmigung von der FDA für klinische Versuche am Menschen zu erhalten.

Originalpublikation:


Tissue engineering of acellular vascular grafts capable of somatic growth in young lambs
Zeeshan Syedain et al.; Nature Communications, doi: 10.1038/ncomms12951; 2016

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1 Kommentar:

Gast
Gast

Hallo,
ein wunderbarer Artikel und ein Dank für die Neuigkeit in Sachen Implantat (Gefäß, leider nicht für andere Teile des übrigen Körpers – wie z.B. Dickdarm -. Ich persönlich bin leider davon betroffen, durch eine Zweite OP. Als ich im Jahr 2005 das erste Mal operiert werden mußte, hatte man – aus heutiger Sicht fatal – eine falsche OP-Technik, nämlich O f f e n operuert was zur Folge hatte – Extreme Verklebungen und Verwachsungen -. Dies hatte dann in 2015 sehr böse Folgen, bis zum Verlust einer Niere durch eine ?? notwendige ?? Metallklammer an einem Harnleiter, welche wohl zu dünn geworden war.

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