focus mul - UKSH Universitätsklinikum Schleswig-Holstein

können. Die zur Verfügung stehenden Zellen können autogenen als auch
allogenen, aber auch xenogenen Ursprungs sein. Die Zellen nehmen eine zentrale
Rolle in der Herstellung von Geweben oder Organen im Tissue Engineering ein.
Das Ziel sind proliferationsfähige Zellen zu generieren, möglichst humanen
Ursprungs, die zunächst in vitro vermehrt werden, um sie dann in geeigneter Form
zu transplantieren. Als Transportvehikel dienen dreidimensionale Matrices, in
denen sich die Zellen vermehren und organspezifische Gewebe ausbilden können.
Die zu verwendende Matrix sollte die Eigenschaften der Zellen bei der Ausbildung
spezifischer Gewebeformationen unterstützen. Hierfür ist es wichtig, dass sich die
Zellen an der Oberfläche anhaften, migrieren, differenzieren und proliferieren
können. Voraussetzung hierfür sind wiederum spezielle Material-eigenschaften
wie Porosität und geeignete biomechanische Eigenschaften, die der natürlichen
biologischen Umgebung angepasst sind. Wichtig sind ferner Bio-kompatibilität,
Biodegradierbarkeit und notwendige Formbarkeit.
Erste Ansätze im Bereich des Tissue Engineerings zur Behandlung von
Knorpeldefekten bietet die matrixgekoppelte autogene Chondrozytentransplantation
(MACT). Hierbei wird zunächst Knorpelgewebe aus dem Kniegelenk
gewonnen, anschließend werden dann in vitro die autogenen chondrozytären
Zellen vermehrt und mit Hilfe einer Matrix, z. B. Kollagen oder Fibrin/Alginat, in
den Knorpeldefekt transplantiert. Ein anderer Ansatz liegt in der Verwendung von
zellfreien, dem biologischen Lager angepassten Matrices, die implantiert werden
und somit nach Aktivierung ortständiger Zellen die Bildung von Neo-Gewebe
induzieren (autogene matrixinduzierte Chondrogenese).
Die meisten Methoden, Knorpelverletzungen zu behandeln, basieren hauptsächlich
auf Primärkulturen adulter Chondrozyten, die nicht in der Lage sind, den
ursprünglichen hyalinen Knorpel wiederherzustellen. Ausgehend von der Hypothese,
dass chondrogene Zellen aus frühen Differenzierungsstadien eine bessere
Regenerationsfähigkeit besitzen als Zellen aus Primärkulturen adulten Knorpels,
werden humane mesenchymale Stammzellen (MS-Zellen) in vitro zunächst
isoliert, identifiziert und expandiert, um sie in der Folge durch spezifische Medien
in Chondrozyten zu differenzieren.
Hierzu werden fetale MS-Zellen aus Nabelschnurblut verwandt, da dieses
Verfahren die Möglichkeit bietet, autologe Stammzellen einfach und risikolos
bereits bei der Geburt zu gewinnen. Das Differenzierungsmuster wird durch
Analyse der Expression von Knorpelzelldifferenzierungs-'Markern' mittels
RT-PCR, RNA-in-situ-Hybridisierung und Immunfärbung analysiert. Zellen aus
unterschiedlichen Stadien der Chondrogenese können durch Differenzierung
rekombinanter Stammzellklone, die mit einem selektierbaren 'Marker' oder einem
Reportergen unter Kontrolle eines knorpelspezifischen Promotors stabil transfiziert
sind, isoliert werden.
Die regenerativen Eigenschaften der isolierten Zellen werden nach in-vitro-Kultur
in Form eines Biokomposits, bestehend aus den Zellen und zwei verschiedenen
Kollagen-Trägern, im Vergleich zu Primärchondrozyten, analysiert. Eine
weitere Anwendung in diesem Forschungsschwerpunkt ist der Einsatz von
Klebstoffen in der orthopädischen Chirurgie. Klebstoffe werden schon seit vielen
Jahren für die unterschiedlichsten Anwendungen in der Chirurgie eingesetzt, nach
wie vor ist aber das Wissen über deren Wirkung auf Körperzellen und über deren
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