Warum können wir eine durchtrennte Wirbelsäule nicht reparieren?
„Das Rückenmark gilt als die Autobahn des Körpers, auf der alle Informationen hin und her rasen“, sagt Marques, Professorin an der Fakultät für Maschinenbau der Universität Aveiro in Portugal. Aber dabei geht es um viel mehr als eine einfache elektrische Verkabelung. „Es handelt sich um eine verblüffende natürliche Maschine von extremer Komplexität.“ Deshalb sind traumatische Rückenmarksverletzungen besonders unberechenbar. „Verletzungen können je nach Art und Ort der Verletzung sowie deren Schweregrad unterschiedliche Kaskaden kritischer pathologischer Zustände auslösen“, erklärt Marques. „Es gibt klinische Standardverfahren, die auf die Betroffenen anwendbar sind, aber das Endergebnis fällt eher willkürlich aus“, fügt sie hinzu. Die Wirbelsäule besteht aus drei Hauptsegmenten: der Halswirbelsäule (oben), der Brustwirbelsäule (Mitte) und der Lendenwirbelsäule (unten). Verletzungen in der Nähe der Halswirbelsäule haben schwerwiegendere Auswirkungen, erläutert Marques, obwohl sie der Meinung ist, dass die Schwierigkeit der Heilung von Wirbelsäulenverletzungen in erster Linie durch die Art des Traumas und nicht durch das speziell betroffene Wirbelsäulensegment bestimmt wird. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts NeuroStimSpinal entwickelten Marques und ihr Team eine neue Methode zur Reparatur von Rückenmarksgewebe unter Einsatz einer extrazellulären Matrix, von Nanotechnologie mit Materialien auf Graphenbasis und elektrischer Stimulation. „Dieser als Demonstration eines Konzepts dienende Versuch unterstrich die überragende Bedeutung der Replikation der angeborenen biochemischen und physikalischen Bedingungen für die mögliche Wiederherstellung neuronaler Verbindungen“, berichtet Marques. In Zukunft wird ihr Team zielstrebig erforschen, wie diese Strukturen mit neuronalen Stammzellen kombiniert und in Bioreaktoren gezüchtet werden können, die speziell für die Züchtung von Nervengewebe entwickelt wurden. „Mit diesem maßgeschneiderten Ansatz kann die Erzeugung von In-vitro-Gewebe garantiert werden, das speziell auf bestimmte Läsionen bei den Patientinnen und Patienten abzielt“, stellt Marques fest. Die Forschenden haben vor kurzem einen Vorschlag eingereicht, um diese Vision mit Hilfe europäischer Finanzmittel weiter zu erkunden. Das Ziel lautet, dass diese Gewebe nach Erreichen der Reife in die verletzten Bereiche transplantiert werden können, um auf diese Weise das Narbengewebe zu ersetzen. Heutzutage gestatten wissenschaftlich fortgeschrittene spezielle Verfahren und Ausrüstung einen verbesserten Zugang zu tiefliegenden Rückenmarksgeweben. Auch Gewebetechnik und regenerative Ansätze befinden sich auf dem Vormarsch. Zudem verspricht die Entwicklung bei den robotergestützten chirurgischen Eingriffen erhebliche Vorteile in Bezug auf die präzise Interaktion mit den empfindlichen Rückenmarksgeweben. „Initiativen, die verschiedene wichtige Interessengruppen auf diesem Gebiet zusammenbringen, werden mit Sicherheit zur Behandlung dieses komplexen und verheerenden krankhaften Zustands beitragen“, fügt Marques hinzu. Hier erfahren Sie mehr über die Forschung von Paula Marques: Verletztes Rückenmark mit stimuliertem nanotechnologisch modifiziertem Gerüst reparieren.
Schlüsselbegriffe
NeuroStimSpinal, Wirbelsäule, Verletzung, Heilung, Reparatur, neural, Stammzellen, Läsionen, Pathologie