Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Knorpel, maßgeschneidert aus körpereigenen Stammzellen

25.09.2006
Leipziger Interdisziplinäres Zentrum für Bioinformatik koordiniert vom BMBF gefördertes neues Projekt

An der Universität Leipzig startete im August ein neues Projekt der Stammzellforschung. Ziel des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 1,6 Millionen Euro unterstützten, drei Jahre laufenden Projektes ist die Entwicklung eines Bioreaktors, der die kostengünstige, automatisierte Produktion von Gelenkknorpelersatzgewebe aus Stammzellen des jeweiligen Patienten ermöglicht.

Kleiner als ein Euro sind die rosa Gel-Plättchen, die auf einer kaum handtellergroßen Scheibe für ihren Einsatz im Bioreaktor angeordnet werden. Und auch dieser Reaktor würde in jede Aktenmappe passen. "Unser Ziel ist es, dass solch ein Bioreaktor in jedem Krankenhaus zum Einsatz kommen kann", erläutert Ronny Schulz, der Entwicklungsingenieur des Gerätes vom Biotechnologisch-Biomedizinischen Zentrum (BBZ) der Universität Leipzig und beschreibt dessen Funktionsweise: "Im OP werden dem Patienten aus dem Beckenkamm Stammzellen entnommen, aufgereinigt und unter sterilen Bedingungen in dieses Gel eingebettet. Das fungiert dann als Gerüst für die zu Knorpelgewebe heranwachsenden Stammzellen." Diese ganz speziellen Körperzellen sind anfangs noch relativ flexibel in der Rolle, die sie im Organismus übernehmen könnten. So könnte aus ihnen zum Beispiel Knorpel-, Knochen- aber auch Fettgewebe entstehen. "Unter definierten Bedingungen jedoch, kann drei Wochen später funktionelles Knorpelgewebe dem Bioreaktor entnommen und dem Patienten an die geschädigten Gelenkareale verpflanzt werden."

Nun ist die Verpflanzung von körpereigenem Knorpelersatzgewebe keine medizinische Neuheit mehr. Schon seit Jahren transplantieren es Chirurgen von einer weniger beanspruchten Stelle des Gelenks auf eine mit Defekten. Auch die Vermehrung von Knorpelgewebe im Labor und dessen Verwendung als "Flicken" ist längst Praxis. Allerdings haben dabei bisher lediglich vorhandene Knorpelzellen neue Knorpelzellen produziert. "Diese Implantate haben jedoch - ganz abgesehen davon dass man für deren Erzeugung intaktes Gewebe angreifen muss - nur begrenzte Einheilungschancen", so Schulz . "Wesentlich größeres Potential erhoffen wir uns von der Knorpelregeneration aus körpereigenen Stammzellen."

Um diese komplexe Aufgabe zu lösen, kooperiert ein Konsortium von Stammzellbiologen, Biophysikern und Bioinformatikern mit der Klinik für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie der Universität Leipzig und der Industrie. "Hier kommen Leipziger Innovationen aus den Bereichen Laserphysik, Lipid- und Proteinanalyse sowie der akustischen Mikroskopie erstmals in der Stammzellbiologie zum Tragen", umreißt Prof. Markus Löffler das Verbundprojekt am Leipziger Interdisziplinären Zentrum für Bioinformatik, das er initiiert hat. Es trägt den Namen MS CartPro - die Abkürzung von Monitoring and Steering of Cartilage Production (Beobachtung und Steuerung der Produktion von Knorpel)

Bioreaktoren zur Knorpelproduktion wurden bereits am BBZ in der Gruppe von Prof. Augustinus Bader entwickelt und patentiert. Innerhalb des keimdicht verschlossenen Innenraumes dieser Reaktoren können durch ein externes Magnetfeld die Druckverhältnisse verändert werden, was einer Belastung des Knorpels im sich bewegenden Gelenk gleichkommt. Das Neuland auf das sich die Leipziger Forscher jetzt begeben, ist folglich weniger die Möglichkeit der Knorpelherstellung als die Automatisierung der Abläufe. Und die wiederum verlangt nach stetiger Kontrolle. Um diese zu garantieren "belauschen" die Forscher die Stammzellen beim Wachsen. Sie nutzen dazu ein ebenfalls in Leipzig entwickeltes akustisches Mikroskop, das Schallwellen statt Lichtwellen zur Bildgebung nutzt.

Doch nicht nur Menschen denen Knorpelgewebe implantiert werden soll, können vom Bioreaktor profitieren, hofft Schulz: "An dem aus den Stammzellen erzeugten Gewebe kann auch die ganz spezifische Reaktion desselben auf ein Medikament getestet werden, sozusagen stellvertretend für den Patienten und ohne Risiko."

Für Patienten, die schon jetzt an Knie- oder Hüftgelenksschmerzen leiden, lohnt jedoch das Warten auf den maßgeschneiderten Knorpel-"Flicken" aus eigenen Stammzellen kaum, denn noch wird Basisarbeit geleistet. "In den drei Jahren, in denen das neue Projekt läuft, wollen wir erreichen, dass unsere Bioreaktoren routinierte Abläufe beherrschen", erläutert Prof. Löffler den ungefähren Zeitplan. "Der nächste Schritt werden Großtierstudien mit Schafen sein, deren Kniegelenke den menschlichen sehr ähnlich sind. Das dürfte dann weitere drei Jahre in Anspruch nehmen. Und erst danach, also frühestens in sechs Jahren, beginnen die ersten Studien am menschlichen Patienten."

Weitere Informationen:
Dr. Jörg Galle
Telefon: 0341 97-16674
E-Mail: galle@izbi.uni-leipzig.de

Dr. Bärbel Adams | Universität Leipzig
Weitere Informationen:
http://www.izbi.uni-leipzig.de

Weitere Berichte zu: Bioreaktor Knorpel Knorpelgewebe Reaktor Stammzelle

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Warum der Brennstoffzelle die Luft wegbleibt
28.03.2017 | Technische Universität Wien

nachricht Chlamydien: Wie Bakterien das Ruder übernehmen
28.03.2017 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Im Focus: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

Zweites Symposium 4SMARTS zeigt Potenziale aktiver, intelligenter und adaptiver Systeme

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Warum der Brennstoffzelle die Luft wegbleibt

28.03.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chlamydien: Wie Bakterien das Ruder übernehmen

28.03.2017 | Biowissenschaften Chemie

Sterngeburt in den Winden supermassereicher Schwarzer Löcher

28.03.2017 | Physik Astronomie