Neue Therapien gegen Gewebeabbau
Bei der biotechnologischen Herstellung von Gewebe werden meist Scaffolds implantiert, die dem neu zu bildenden Gewebe strukturellen Support geben. Diese Scaffolds unterstützen etwa die Besiedlung und Retention von Zellen und biochemischen Wachstumsfaktoren, die Freisetzung und Verteilung lebenswichtiger Nährstoffe und die Freisetzung von Wirkstoffen zur Modifizierung der Zellphase. Das Partnerschaftsprojekt, in dem sich 33 Experten aus 110 Projekten in der regenerativen Medizin engagierten, erstellte unter ANGIOSTAFF (Angiogenesis-inducing bioactive and bioresponsive scaffolds in tissue engineering) einen umfassenden Materialienkatalog für die wichtigsten altersbedingten und genetisch bedingten degenerativen Erkrankungen, darunter Scaffolds für Herzmuskel- und Nerven- sowie Knochen- und Skelettmuskelgewebe. Entwickelt wurden sechs Plattformen für biologische Materialien (Fibrin, Polyethylenglykol (PEG)-Peptid, Fibrinogenpolymer, Hyaluronsäure, poröse Scaffolds, Kalziumphosphat). Fibrin allein oder in Kombination fördert die Regeneration vieler Gewebearten, etwa von Fett-, Knochen-, Herzmuskel-, Sehnen- oder Bindegewebe. Das ANGIOSCAFF-Team entwickelte eine Technologie für die Anpassung von Fibrin, was die Bindung von Morphogenen im Fibrinnetz umfasst und gezielt Wirkstoffe zur Steuerung der zellulären Aktivität freisetzt. Die Biomaterialien wurden mit einem höchstmöglichen Spektrum an Wachstumsfaktoren multifunktionalisiert. Mit dem Ziel der vollständigen funktionellen Wiederherstellung von geschädigtem Gewebe wurde Grundlagenforschung zur Blutgefäßbildung betrieben sowie translationale Ansätze und neue Screening-Plattformen entwickelt. In einem translationalen Ansatz sollen die präklinischen Forschungen nun für die Anwendung am Menschen zur Förderung der Knochenregeneration umgesetzt werden. Das Team entwickelte auch Materialien und molekularbiologische Methoden zur Erforschung von Osteodifferenzierung, Osteogenese und Knochenreparatur. Derzeit mangelt es noch an effektiven Therapien für traumatische Verletzungen oder genetische Skelettmuskelerkrankungen. An einem Modell für Muskeldystrophie werden derzeit Therapien mit Vorläuferzellen klinisch getestet, die in degenerative Muskeln transplantiert werden. Für die Optimierung innovativer regenerativer Ansätze wird Bildgebungstechnik benötigt, die das Ausmaß der Geweberegeneration darstellen kann. Die Forscher von ANGIOSCAFF optimierten eine Technologie basierend auf Mikrotomographie, die 3D-Bilder des Gewebes erzeugt. Die Arbeit von ANGIOSCAFF unterstützt die Vielzahl von Anwendungen in der Geweberegeneration, etwa für die personalisierte gezielte Wirkstofffreisetzung, Hornhauttransplantation, Parkinson-Therapie, Herzmuskelreparatur und Harninkontinenztherapie, um nur einige Beispiele für Muskelreparatur zu nennen. Mit der Gründung zweier Spin-off-Unternehmen für die Kommerzialisierung der neuen Technologie wird auch das Potenzial für die biotechnologische Gewebezüchtung verdeutlicht.
