Tissue engineering – Frankenstein revisited ?

Als ich in den Anfangsjahren meiner Forscherkarriere auf einer wissenschaftlichen Tagung in Porto war, titelte der lokale Boulevard: „Frankensteins of tomorrow meet in Porto“. Tissue Engineering – die Regeneration menschlicher Gewebe im Zellkulturlabor – wurde von den Medien nur allzu gerne in die Nähe von Mary Shelley´s Monstermythos gerückt. Anders als in der Geschichte geht´s beim Tissue Engineering aber nicht darum, toten Stoffen neues Leben einzuhauchen, sondern vielmehr darum lebendes Gewebe, das seine Funktion eingebüßt hat, mit Hilfe einzelner Zellen, Wachstumsfaktoren und Trägermaterialien zu regenerieren.

RongenTissue engineering deutschCC BY-SA 3.0

Im Falle der Bandscheibe bedeutet das, daß man aus dem Gewebe, das bei einer Bandscheibenoperation entfernt wird, einzelne Bandscheibenzellen isolieren kann. Das ist nicht besonders kompliziert: Das Gewebe wird zerschnitten und anschließend mit Verdauungsenzymen versetzt. Dadurch passiert im Reagenzglas nichts anderes als im Magen: Das Gewebe wird verdaut, und wenn man die Reaktion rechtzeitig abstoppt, bleiben die Bandscheibenzellen übrig. Die kann man dann in Zellkulturflaschen setzen und vermehren, bis man die benötigte Zellzahl erreicht hat. Für eine Bandscheibe sind das schnell einmal einige Millionen Zellen, die man da braucht.

Bandscheibenzellen
So sehen Bandscheibenzellen unter dem Elektronenmikroskop aus. © Claudia Eder

Hat man die benötigte Menge erreicht, werden die Zellen geerntet und auf ein Trägermaterial gesetzt, das Form und Struktur vorgibt. Das kann ein festes Material sein, wie ein Vlies oder Keramik, aber auch zum Beispiel ein Gel, das sich modellieren oder einspritzen lässt. Da die meisten Zelltypen durch die Kultivierung im Labor – die ja die Natur so nicht vorgesehen hat – ihre typischen Charaktaristika verlieren, muss man  das Transplantat noch mit Hilfe von Wachstumsfaktoren oder mechanischen Reizen  auf „Bandscheibe“ trimmen. Differenzieren nennt das der Biologe.

Und dann kann man die Zellen – zum Beispiel in einem Gel – implantieren, indem man sie unter Röntgenkontrolle in die Bandscheibe spritzt. Jetzt heißt es abwarten und hoffen, daß die im Labor gezüchteten Zellen in der geschädigten Bandscheibe anwachsen und sie von innen heraus regenerieren können. Viel klinische Erfahrung hat man damit noch nicht, da es sich um eine sehr junge Technologie handelt. Aber die ersten klinischen Untersuchungen laufen bereits, und in ein paar Jahren werden wir mehr darüber wissen, ob man das geschädigte Bandscheibengewebe dazu heranziehen kann, sich mit Unterstützung moderner Technologie quasi selbst zu regenerieren …

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