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Tissue Engineering
© Foto: H.R. Bramaz / Prof.Dr.med S.P. Hoerstrup
Zellen eines Patienten werden für die Kultivierung in eine Petrischale eingebracht.
Unter Tissue Engineering versteht man die Nachzüchtung von natürlichen Geweben unter Laborbedingungen. Mit diesem gezüchteten Gewebe sollen Heilungsprozesse (beispielsweise offene Wunden) unterstützt, funktionsuntauglich gewordenes Gewebe (beispielsweise Knorpelgewebe in den Gelenken) regeneriert, sowie zerstörte Gewebe (beispielsweise verbrannte Haut) ersetzt werden. Fernziel ist die Züchtung von komplexen Geweben oder sogar Organen. Motiv für diese Forschung ist der gestiegene Bedarf an Geweben und Organen, welcher durch das Spendeangebot nicht gedeckt werden kann.
Die Herausforderung des Tissue Engineering besteht zum einen darin, ein geeignetes Gerüst zu finden, an dem sich die Zellen orientieren und mehrschichtige Strukturen bilden können. Zum anderen müssen die Bedingungen verstanden und nachgebildet werden unter denen die Zellen wachsen, sich vermehren und in die verschiedenen Gewebetypen ausdifferenzieren können. Meist wird als Gerüst ein feines Gewebe aus speziellem Kunststoff verwendet, welches die Form des nachgezüchteten Gewebes bestimmt. Die präparierten – und eventuell gentechnisch veränderten – Zellen werden auf dieses Gerüst aufgebracht und zum Wachstum angeregt. Der Kunststoff löst sich mit der Zeit entweder von selbst auf, oder er wird am Ende abgelöst, so dass nur das nachgebildete Gewebe übrig bleibt.
Da die Zellen für das Züchten der Gewebe meist aus dem körpereigenen Material der zu behandelnden Person gewonnen werden, kann eine immunologische Abstossungsreaktion vermieden oder im Vergleich zur Transplantation von Fremdgewebe zumindest deutlich verringert werden. Alternativ wird untersucht, ob Stammzellen als Ausgangsmaterial benutzt werden können. Dies hätte den Vorteil, dass in kurzer Zeit grosse Mengen gleichartiger Zellen zur Verfügung stünden, die in die unterschiedlichsten Zelltypen ausdifferenziert werden könnten.
Für die Züchtung des Gewebes im Labor werden Wachstumsfaktoren eingesetzt. Unklar ist, welche Auswirkungen diese Stoffe nach der Transplantation haben. So ist denkbar, dass damit eine Autoimmunreaktion ausgelöst wird, d.h. das Immunsystem des Empfängers würde plötzlich auf körpereigene Zellen reagieren. Aufgrund der grossen technischen Schwierigkeiten ist beim Tissue Engineering deshalb noch viel Forschungsbedarf vorhanden.
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