Betroffene fühlen sich dank revolutionärer biotechnologisch entwickelter Transplantate wieder „wohl in ihrer Haut“
Weltweit kommt es jährlich zu mehr als 11 Millionen Brandverletzungen, von denen 180 000 tödlich sind. Biotechnologisch entwickelte Haut kann manuell hergestellt werden, das Verfahren ist jedoch zeitaufwendig und teuer. In den letzten zehn Jahren wurden immer mehr neue Herstellungsprozesse und Geräte entwickelt. Automatisierung ist nun zur Realität für die Industrialisierung von mittels Gewebezüchtung hergestellten Produkten geworden.
Eine neue Ära der biotechnologisch entwickelten Haut
„Bei Cutiss konnten wir dank des Projekts denovoSkin Fortschritte in Technik und Biologie zusammenführen und diese manuellen Schritte so automatisieren“, erklärt Vincent Ronfard, Innovationsleiter bei der Cutiss AG. Bei dem innovativen Verfahren wird neue Haut aus körpereigenem Gewebe gezüchtet. Dadurch werden Leben gerettet. Außerdem sollen damit die Narbenbildung bei Menschen mit schwerwiegenden Hautverletzungen reduziert und letztendlich die Lebensqualität verbessert werden. Grundlage für die autologe Zelltherapie bei großflächigen Verbrennungen bildet die Vermehrung von Zellen aus kleinen Hautgewebestücken. Sie beinhaltet Amplifikation, die hundert- bis tausendfache Expansion der Zellen der Patientinnen und Patienten, bei der gleichzeitig die Stammzellfähigkeit und Qualität der Zellen erhalten wird. Sie ist ein entscheidender Schritt im Herstellungsprozess, bei dem die Fähigkeit der Zelle zur Replikation und Differenzierung in lebensfähige Zelllinien bewahrt wird. Um die Zellen zu multiplizieren, entschied sich das Team für die vom Unternehmen Terumo BCT entwickelte Hohlfasertechnologie. „Wir hatten einen Teilerfolg zu verzeichnen, als wir zahlreiche Zellen innerhalb eines kurzen Zeitraums mit einer hinnehmbaren Zellqualität produzieren konnten, damit wir die biotechnologisch entwickelte Haut herstellen können“, erklärt Ronfard. Dieser Schritt soll in vor- und nachgelagerte Prozesse eingebunden werden.
Unerwartete Probleme gelöst
Zu Beginn des Projekts wollte das Team ein einzelnes integriertes Gerät zur Automatisierung des Herstellungsprozesses entwickeln (vollständig integrierte Automatisierung). Ronfard zur Entwicklung des Systems: „Nach einigen Brainstorming-Sitzungen wurde uns klar, dass es nicht das beste Vorgehen ist. Anschließend entschieden wir uns, das manuelle Verfahren auseinanderzunehmen und es in drei Module einzuteilen: Zellisolation, Zellexpansion und Gewebeaufbau.“ Phase II wird die nahtlose Integration der drei Module und ihre Implementierung auf Grundlage der Guten Herstellungspraxis umfassen. Nach ihrer erfolgreichen Entwicklung müssen noch immer einige der Zwischenverbindungen der Module wie auch die Automatisierung der Inprozesskontrolle optimiert werden.
Die Zukunft von denovoSkin
Der globale Markt für die Behandlung von großflächigen Verbrennungen beläuft sich auf mehrere Milliarden Dollar: denovoSkin™ ist einzigartig und unterstützt eine entsprechende Erweiterung. „Insgesamt sind wir sehr zufrieden mit den Ergebnissen des denovoSkin-Automatisierungsprojekts. Wir haben gezeigt, dass sich die biotechnologische Hautherstellung automatisieren lässt, haben geistiges Eigentum und Know-how geschaffen und zwei Prototypen gebaut, die es so noch nie gab.“ Darüber hinaus hat denovoSkin™ von Swissmedic, der Europäischen Arzneimittel-Agentur und der FDA den Status eines Arzneimittels für seltene Leiden für die Behandlung von Verbrennungen erhalten. Ronfard weiter: „Jetzt haben wir eine solide Grundlage, um das Programm abzuschließen und haben ein Gerät zur Hautherstellung entwickelt, das wir gemäß den Regeln der Guten Herstellungspraxis in unserer Produktion nutzen können.“ Die Arbeit in dieser finalen Phase soll drei Jahre in Anspruch nehmen. Ronfard abschließend: „Dank der EU-Finanzierung konnten wir gute Fortschritte bei der Automatisierung des Herstellungsprozesses für die Gewebezüchtung erzielen. Mit einer weiteren Förderung über ca. 15 Mio. EUR können wir diesen außergewöhnlichen wissenschaftlichen Durchbruch für erschwingliche personalisierte Hauttransplantate weiterentwickeln.“
Schlüsselbegriffe
denovoSkin, Automatisierung, biotechnologisch entwickelt, Verbrennungen, Hauttransplantat, Hautherstellung, Stammzellfähigkeit
