Haut aus dem Labor
Ein Paket mit Spenderhaut wird in einem Labor angeliefert, das sich auf Gewebezüchtung
spezialisiert hat. Tissue Engineering, die Züchtung von menschlicher
Haut und Knorpel macht es heute möglich, Körperzellen zu vermehren. Mit modernen
medizintechnischen Methoden kann lebendes Ersatzgewebe hergestellt werden.
Es dürfen keine Keime eingeschleppt werden, deshalb müssen die Präparatoren hinter
Glas arbeiten. Das Röhrchen wird erst geöffnet, nachdem es eine Schleuse passiert hat.
Damit Hautzellen vermehrt werden können, muß die Oberhaut von der Unterhaut getrennt
werden.
Wissenschaftler des Universitätsklinikums Freiburg haben ein Verfahren entwickelt, wie
Haut vermehrt werden kann.
Privatdozent Dr. Raymund E. Horch
Universität Freiburg
Die meisten Ansätze gehen davon aus, daß man eine aus
mehreren Zellagen bestehende Haut, die ähnlich der menschlichen Haut ist, im Labor
züchtet, und dann so diese Haut auf den Defekt verpflanzt. Unser Ansatz ist es, daß man
nur sehr wenige Zellen braucht, und die zu einem sehr viel früheren Zeitpunkt
zurückbringt in den menschlichen Organismus, weil der allemal nach unserer Auffassung
eher in der Lage ist, die Bedingung herzustellen, die diese Zellen brauchen, als wir es im
Labor sehen. Das heißt, wir vermehren diese Zellen nur im Labor.
Damit sich die Zellen teilen können, muß die Oberhaut zerkleinert und in eine
Nährlösung mit Enzymen gegeben werden. Innerhalb von drei Wochen erreicht ein
Zellkomplex von der Fläche einer Briefmarke die Größe eines Fußballfeldes.
Die Hautzellen werden mit einem Fibrinkleber aufgezogen. Die Trägersubstanz Fibrin
kommt im menschlichen Körper vor und spielt bei der Blutgerinnung ein wichtige Rolle.
Dieses Gemisch aus Fibrin und Haut wird auf offene Körperstellen aufgebracht.
Privatdozent Dr. Raymund E. Horch
Universitätsklinikum Freiburg
Wir hatten einen Haut -und Weichteildefekt und haben zunächst
einmal versucht die Wunde so zu optimieren, daß die von selber also über natürliche
Wege heilen kann. Das bedeutet von der Seite her müssen die Hautzellen wieder einwandern.
Das hat hier bei ihm in den letzten drei Wochen noch nicht zum endgültigen Abheilen
geführt und man sich vorstellen, daß wenn das jetzt, nachdem die Wunde so sauber ist,
nicht vorangeht, daß wir dann in irgendeiner Form einen Hautersatz machen. Aufgrund der
Kleinheit dieses Defektes würden wir in dem Fall auf eine Hauttransplantation vom
Patienten zurückgreifen, die wir dann von irgendeiner Stelle nehmen würden. Wären das
größere Defekte wie bei Verbrennungen zum Beispiel ,dann wäre man darauf angewiesen,
man müßte Haut vermehren im Labor, die man dann künstlich vervielfältigen und dann
aufbringen würde.
Seit einem Jahr wird der Hautkleber bei chronischen Wunden eingesetzt. In diesem Fall
heilte die künstliche Haut gut an. Tierversuche gingen dem Einsatz der Kunsthaut beim
Menschen voraus. Bei einer Nacktmaus konnte ein großer Defekt am Rücken mit dem
Hautkleber erfolgreich geschlossen werden.
Privatdozent Raymund E. Horch
Wenn man alle verfügbaren Literaturdaten auf der Welt
zusammennimmt, kommt man auf eine durchschnittliche Einheilungsrate bei künstlicher Haut
von etwa 40-50 Prozent. Grob gesagt, die Hälfte der verpflanzten Haut muß noch einmal
oder zweimal oder dreimal nachtransplantiert oder ersetzt werden. Daß die Haut nicht
dauerhaft anwächst, zeigt sich daran, daß sie bei der kleinsten Berührung wieder
abschilfert und Blasen bildet.
Im Forschungszentrum des Berliner Universitätsklinikums Charité werden Knorpelzellen
künstlich vermehrt. Aus dem gezüchteten Knorpel soll Gewebe für Gelenke, Hals, Nase
oder Ohr entstehen. Wie sich die Knorpelzellen entwickeln, wird unter dem Mikroskop
verfolgt.
Als Pioneer des Tissue Engineerings in Deutschland gilt Michael Sittinger. Er
sieht schon heute für künstlichen Knorpel einen breiten Einsatzbereich.
Privatdozent Dr. Michael Sittinger
Zentrum für experimentelle Medizin der Charité,
Berlin
Man kann bei Patienten mit vorwiegend Knorpelverletzungen mit
Hilfe von Zell -, Knorpelzellsuspensionen Defekte füllen und heilen. Der nächste Schritt
ist, daß man größerflächigen Knorpelersatz erzielen kann im Gelenk, also
größerflächige Defekte schließen kann und eben dann als weiteren Schritt Patienten
behandeln kann, bei denen eine Entzündung im Gelenk vorliegt.
Sollen Zellen ein künstliches Gewebe bilden, müssen sie zuerst auf einen Trägerstoff
aufgebracht werden. Trägerstoffe stabilisieren und stützen das Zellgerüst. Unter dem
Elektronenmikroskop können lebende Zellen auf der Trägersubstanz beobachtet werden. Auf
den großen Kunststoffkugeln liegen tropfenförmige Zellen. Sie sind völlig intakt.
Dr.Michael Sittinger
Diese Trägersubstanzen sind zum größten Teil Materialien,
die einem Nahtmaterial sehr ähnlich sind. Also insofern in ihrem Auflösungsverhalten im
Körper bekannt. Und es werden noch Gele verwendet oder Fibrinkleber, die eigentlich
bisher in der Medizin schon bekannt sind und wo man davon ausgehen kann, daß sie nicht
allzu große Probleme bereiten. Leider ist es aber doch so, daß die Entwicklung des
Transplantats oder des Gewebes beeinträchtigt, oder beeinflußt werden kann. Daß dann
zum Beispiel die Entwicklung der Zellen hin zu einem funktionellen Knorpelgewebe gestört
wird, oder behindert wird, ist ein Problempunkt.
Die Züchtung von künstlichem Gewebe birgt weitere Unwägbarkeiten. Beispielsweise
könnte eine Zelle aus dem Labor entarten. Ein Krebsgeschwür könnte dann im menschlichen
Körper entstehen. Aus einer Zelle aus der Kulturflasche. Dennoch besteht die Gefahr, daß
gefährliche Viren, wie ein Hepatitis- oder das HIV- Virus, mit dem Spendermaterial
übertragen werden. Mit flüssigem Stickstoff auf minus170 Grad Celsius gefroren, lagern
Zellen in den Containern, jederzeit für die Wissenschaftler verfügbar. Es ist bereits
greifbar, daß aus den Körperzellen vollständige Organe gebaut werden können.
Prof. Björn Stark
Universitätsklinik Freiburg
Die Entwicklung des Tissue Engineering in den ersten
Jahren war sehr rasch. Wir hatten allerdings großes Glück oder einen großen Vorteil.
Wir haben uns überwiegend auf zwei Gewebe konzentriert, welche eine Ausnahme sind. Das
ist die Haut, das Epithel, und der Knorpel. Das sind zwei Gewebe welche keine Durchblutung
haben, alles andere ist sehr viel komplizierter. Das heißt Organe wie Leber und Niere
brauchen ein kompliziertes Gefäßnetz mit Arterie und Vene, welche diese einzelnen Zellen
ernähren. Die Niere muß noch den Harn ableiten, bei der Leber ist es die Galle usw. Ich
glaube, es geht noch relativ lange bis wir so etwas Aehnliches wie ein Ersatzteil Leber
durch Tissue Engineering haben.
Das Ersatzteillager für den Menschen liegt also noch in weiter Ferne.
Privatdozent Dr. Michael Sittinger
Einen gewissen Grenzbereich oder Gefahren sehe ich dann, wenn man die Gewebe über den Weg
des Klonierens nachzüchtet. Das heißt, daß man Embryonalzellen oder Keimbahnzellen
nimmt, um Organe oder partielle Organismen nachwachsen zu lassen. Das ist sicher ein
Bereich, der meines Erachtens sehr kritisch zu sehen ist.
In den Laboratorien der Welt läuft der Wettlauf um Patente. Das Universitätsklinkum
Freiburg beginnt bereits damit, den Klebstoff aus Hautzellen und Fibrin zu vermarkten. Die
Züchtung von künstlichem Gewebe verspricht ein lukratives Geschäft. Trotz der Gefahren,
die in den neuen Substanzen stecken, sind die Chancen für den Menschen von Kunsthaut zu
profitieren groß.
Kontakt: Priv.-Doz. Dr.
Michael Sittinger
Zentrum für experimentelle Medizin der Charité Berlin
Tel: 030-28 02 65 53 |
