Ärzte Zeitung, 17.10.2006

HINTERGRUND

Der Rücken - das ist ein guter Ort, um neues Fett- und Knochengewebe wachsen zu lassen

Von Susanne Donner

Ein paar Hautzellen zu einem Gewebelappen heranwachsen zu lassen, ist längst kein Hexenwerk mehr. Ebenso sprießen kleine Knochenfragmente oder zahnidentisches Material im Labor.

Und doch stoßen die Gewebeingenieure immer wieder an eine schier unüberwindbare Grenze: Große, dreidimensionale Konstrukte wollen in künstlicher Umgebung nicht recht gedeihen. Fettgewebe, Muskelfasern und Knochen sträuben sich dagegen, in der Kulturschale auch nur die Größe eines Hühnereies anzunehmen, geschweige denn komplizierte Gebilde zu formen.

Im Körper gezüchtetes Gewebe: Es besteht hauptsächlich aus Bindegewebe, oben sind Gefäßstümpfe sichtbar. Foto: Dr. J. Dolderer vom Team Prof. Morrison, Uni Melbourne

Dieses widerspenstige Verhalten umgehen Forscher jetzt mit einem verblüffenden Trick: Sie züchten das Gewebe nicht im Labor, sondern im Körper der Patienten. "Nur so erhalten wir dreidimensionale Transplantate von nahezu jeder Größe. Die Gewebeteile sind außerdem schon von Blutgefäßen durchzogen. Das funktioniert ausgezeichnet", sagt Dr. Thomas Engstrand von der Karolinska-Universitätsklinik in Stockholm.

Neue Knochenstücke schließen Loch in Schädeldecke

Vor wenigen Monaten hat der Arzt für plastische Chirurgie diese Technik erstmals bei einem Patienten mit einem handtellergroßen Loch in der Schädelplatte angewandt. Infolge einer Hirnblutung mußte der Mann am Kopf operiert werden. Ein passender Knochenersatz wurde im Rücken des Patienten herangezogen und später in die Schädeldecke verpflanzt. "Der Patient ist bis heute wohlauf", berichtet Engstrand.

Das Schädelfragment aus dem Rücken deckt allerdings nur etwa die Hälfte des Loches ab. "Es ist ein Teilerfolg", schränkt der Arzt ein. Sein Team erwäge gerade, in einer weiteren Behandlung die verbliebene Lücke mit einem zweiten Knochenstück aus dem Rücken zu schließen.

"Bislang gibt es keine Behandlungsmöglichkeit für Patienten mit solch großen Knochendefekten", unterstreicht er. Herkömmliche Transplantate aus Kunststoff oder Titannetzen werden oft abgestoßen. Es können sich Keime ansiedeln, die manchmal zu lebensbedrohlichen Infektionen führen. Auch bei dem schwedischen Patienten hatte sich eine solche künstliche Schädeldecke entzündet. Der Knochen aus dem Rücken werde dagegen nicht abgestoßen und wachse sehr gut ein, da er vollständig aus körpereigenem Material besteht, so Engstrand.

    Ein Cocktail von Wirkstoffen läßt Gewebe sprießen.
   

Um den Ersatz in passender Größe und Form zu kultivieren, setzen die Wissenschaftler einen Träger aus Kollagenfasern in einen Rückenmuskel ein. Das Kollagenkissen wird mit Knochen-Wachstumsfaktoren getränkt und an die Blutversorgung angeschlossen. Mit diesen Zutaten sprießt dann von selbst der Knochen. Nach einigen Monaten wird das fertige Stück entnommen. "Die größte Herausforderung ist, daß der Cocktail aus Wachstumsfaktoren sehr rasch abgebaut wird. Wir müssen einen Weg finden, dies zu verhindern", so Engstrand.

Daher arbeiten die Forscher daran, die Knochenwuchsstoffe vor dem Abbau zu schützen. "Zum Beispiel verlängert Heparin die Lebenszeit", so Engstrand. Er rechnet fest damit, in einigen Wochen den richtigen Cocktail gefunden zu haben. In einem Jahr will er Patienten mit großen Knochendefekten mit der Methode behandeln. Im Grunde biete der Rücken genug Platz, um verschiedenste Knochenteile zu kultivieren. Ein ganzes Hüftgelenk sei aber natürlich nicht möglich.

Daß die Gewebezucht im Körper keine exotische Idee ist, beweisen auch Arbeiten anderer Kollegen. So züchtet der deutsche Unfallchirurg Dr. Jürgen Dolderer am St. Vincent’s Hospital in Melbourne in Schweinen Fettgewebe für eine Brust.

Dafür legt er einige Fettgewebszellen auf einen bioabbaubaren Träger und bettet diesen in eine Kammer. Pflanzte er dieses System Schweinen unter den Achseln ein und schloß es an die Arterien an, wuchs darin Fettgewebe. Nach zwölf Wochen hatte es sich auf das Zwanzigfache seines ursprünglichen Volumens ausgedehnt. Im Inneren sprossen neue Blutgefäße. Diese Blutversorgung erhält das Konstrukt von der Größe eines Hühnereies am Leben.

Auch Knorpel und Muskeln lassen sich ersetzen

Dagegen gleichen Präparate aus dem Labor oft undurchbluteten Klumpen, die später mit dem Körper nicht richtig verwachsen. "Wir konnten reifes, stabiles und transplantierfähiges Gewebe züchten. Das ist weltweit bisher einmalig", sagt Dolderer. Nun will der Unfallchirurg die Kammer vergrößern.

Mit üppigeren Weichteilen könnte etwa die Brust einer Frau wiederhergestellt werden, wenn sie aufgrund eines Tumors entfernt werden mußte. "Die Technik könnte eines Tages auch für die Zucht von Knorpel, Knochen und Muskelgewebe angewandt werden". Auch Personen mit angeborenen Fehlbildungen könne geholfen werden.  (ddp.vwd)

STICHWORT

Gewebezucht

Die Gewebezucht (engl. Tissue Engineering) ist ein Teilbereich der regenerativen Medizin. Ziel ist es, körpereigenes Gewebe zu züchten, etwa Knochen, Muskeln oder Herzklappen. Der Vorteil: Körpereigenes Gewebe wird nicht abgestoßen und kann mitwachsen, etwa wenn Kinder größer werden.

Bisher wurde versucht, körpereigene Zellen in der Kulturschale zu Geweben ausdifferenzieren zu lassen. Neuerdings werden die Körperzellen auf abbaubare Trägermaterialien gebracht und direkt im Körper des Patienten kultiviert und anschließend transplantiert. (eb)

Lesen Sie dazu auch den Kommentar:
Kleiner Fortschritt für Organzüchter

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