Ab morgen auf der BioTechnica – Zellimplantate: Biokompatible Immunbarriere stoppt Antikörper

In vitro gezüchtete Zellen, die dauerhaft implantiert werden, könnten in Zukunft die Heilungschancen von Tumor-Patienten entscheidend verbessern. Mit Unterstützung der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ (AiF) haben Berliner Wissenschaftler eine semipermeable Membran entwickelt, mit der Zellen vor ihrer Verpflanzung in einen Organismus ummantelt werden. Diese Membran erlaubt den Austausch von Nährstoffen und Abbauprodukten, verhindert jedoch das Eindringen höhermolekularer Substanzen wie Antikörper oder Immunzellen. Bislang vereiteln unkontrollierbare Immunreaktionen in den meisten Fällen den Erfolg einer solchen Implantation: Der Körper selbst zerstört das eingesetzte Gewebe. Die neuartige Immunbarriere zwischen den körpereigenen Zellen und dem transplantierten Fremdgewebe unterdrückt diese unerwünschten Abstoßungsreaktionen.

Diese Kombination von Zellkultur mit Zellträgermaterial, ein Aspekt des Tissue Engineering, könnte die Therapie zahlreicher Krankheiten in Zukunft wesentlich erleichtern. Bei einem Tumor an einem inneren Organ wie beispielsweise der Bauchspeicheldrüse werden bislang Chemotherapeutika in die Blutbahn injiziert, die den gesamten Körper des Patienten belasten und insbesondere seine Leber dauerhaft schädigen können. Die Leber muss nämlich den Wirkstoff zunächst aufnehmen, aktivieren und dann an den Tumor abgeben. Mit der innovativen Technologie könnten verkapselte Leberzellen in der Nähe des Tumors implantiert werden; dorthin spritzen die Ärzte dann auch direkt das Medikament. Die implantierten Zellen übernehmen dessen Aktivierung und entlasten den gesamten Organismus. Auch andere medizinische Einsatzbereiche sind denkbar. Bei Diabetes-Patienten könnten implantierte intakte Zellen der Bauchspeicheldrüse zumindest einen Teil der Insulinproduktion übernehmen und so dafür sorgen, dass der Patient weniger Insulin von außen zuführen muss.

Geeignet für diese Art der Mikroverkapselung von Zellen sind Symplexmembranen. Sie werden durch das Vernetzen zweier gegenionischer Polyelektrolyte gebildet. Natrium-Cellulosesulfat ist ein anionischer Polyelektrolyt, der bei Eintropfen in eine kationische Lösung mit dieser kugelförmige Membranen ausbildet, die sich durch eine hohe Stabilität und Langlebigkeit auszeichnen. Die Membrandicke nimmt mit ihrer Verweildauer in der Lösung zu und erreicht Werte zwischen 50 und 150 Mikrometern. Die Untersuchungen zeigen, dass die Membranen keine toxische Wirkung auf die eingeschlossenen Zellkulturen haben, sondern sie ausschließlich vor chemischer und mechanischer Zerstörung schützen. Das Forschungsinstitut für Bioverfahrenstechnik der AiF-Forschungsvereinigung Versuchs- und Lehranstalt für Spiritusfabrikation und Fermentationstechnologie (VLSF) in Berlin plant bereits weitere Vorhaben der industriellen Gemeinschaftsforschung zur Prozessoptimierung.

Ansprechpartner: Prof. Rainer Buchholz, Institut für Biotechnologie der TU Berlin,
Fachgebiet Bioverfahrenstechnik, Tel.: (0 30) 3 14 – 2 75 76
Peter Fischer, Versuchs- und Lehranstalt für Spiritusfabrikation und Fermentationstechnologie (VLSF), Tel.: (0 30) 4 50 80 – 222

Pressearbeit: AiF, Silvia Behr, E-Mail: presse@aif.de, Tel.: (02 21) 3 76 80 – 55

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Silvia Behr idw

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