Wie bringt man Stammzellen am besten an ihren Wirkort? Diese Frage war bisher nur unzureichend geklärt. Jetzt aber haben Wissenschaftler eine optimierte Textilbeschichtung entwickelt, mit deren Hilfe sich adulte menschliche Stammzellen auf der Faseroberfläche von Textilimplantaten ansiedeln lassen. Damit könnten beispielsweise zerstörte Herzzellen durch solche „Flicken“ gezielt ersetzt werden.
Stammzellen gelten als großer Hoffnungsträger in der Medizin, da sie die Fähigkeit besitzen, sich in die verschiedensten Zelltypen umzuwandeln. Diese Eigenschaft macht sie besonders interessant zur Wiederherstellung von irreversibel geschädigtem Gewebe zum Beispiel nach einem Herzinfarkt oder bei Verletzungen des Rückenmarks. Bisher allerdings bestand das Problem, diese „Alleskönner“ an ihren Wirkungsort zu bringen und zu verhindern, dass sie sich willkürlich verstreuen und dadurch nicht dort anwachsen, wo es nötig ist.
Beschichtung aus körpereigenen Biomolekülen
Forscher des Instituts für Hygiene und Biotechnologie (IHB) an den Hohenstein Instituten haben hierfür nun eine Lösung gefunden. Sie erzeugten eine optimierte Textilbeschichtung, mit deren Hilfe sich adulte menschliche Stammzellen auf der Faseroberfläche von Textilimplantaten ansiedeln. Hierzu entwickelten die Wissenschaftler eine dünne Schicht aus Biomolekülen, die auch im menschlichen Körper die Matrix zwischen den Zellen bilden.
Therapie mit adulten Stammzellen erleichtert
Die Besiedlung mit körpereigenen Stammzellen des Patienten erlaubt die Platzierung der kleinen Alleskönner direkt am geschädigten Gewebe. Durch Zugabe bestimmter Faktoren können so zum Beispiel neue Herzmuskelzellen entstehen, die dann die durch einen Infarkt zerstörten Bereiche des Herzens ersetzen. Die von den Wissenschaftlern verwendeten adulten mesenchymalen Stammzellen sind multipotent, sie können sich zum Beispiel in Herzmuskel-, Knochen-, oder Knorpelzellen umwandeln.
Die Ansiedlung von Stammzellen auf einem Textil eröffnet für die Regenerationsmedizin weit reichende therapeutische Möglichkeiten. Textilimplantate werden bei Operationen häufig eingesetzt, um verletztes Gewebe zu stabilisieren. So gibt es zum Beispiel Herz-Patches aus Biomaterialien, die bei Herz-Operationen auf das geschädigte Herz aufgebracht werden. Die eingebrachten Fremdkörper werden dann nach einer gewissen Zeit vom Körper des Patienten abgebaut.
Weitere Optimierung und Ausweitung auf andere Zelltypen
„Das ist ein erster Erfolg in Richtung textiler Stammzelltherapie“, erklärt der Leiter des IHB, Professor Dirk Höfer. „Wir müssen jedoch noch die Besiedlung der Fasern mit den Stammzellen – also die Interaktion – besser verstehen. Daher werden wir weiter an der optimierten Besiedlung von Textilimplantaten arbeiten, um möglichst viele dieser Zellen pro Faseroberfläche anbieten zu können und sie mit den nötigen Faktoren gezielt zu versorgen.“
Ziel der Hohensteiner Forscher ist es, die stabile Besiedlung verschiedenster Textilien mit humanen Stammzellen im Labor zu erreichen und diese dann gezielt in die jeweiligen Zelltypen des Zielgewebes umzuwandeln. Zudem arbeiten die Wissenschaftler im Moment an einer stabilen Farbmarkierung der Stammzellen, um die Zellen auch nach ihrer Differenzierung zu Herz-, Knorpel-, oder Knochenzellen und auch nach Transplantation des besiedelten Textils weiter zu verfolgen.
(Hohenstein Institute, 22.09.2009 – NPO)
