Forschungserfolg mit Stammzellen an der Paracelsus Medizinischen Privatuniversität

Die Haut ist flächenmäßig unser größtes Organ. Sie wiegt etwa 16 Prozent des Körpergewichtes. Nur ein Quadratzentimeter enthält drei Millionen Zellen (!). Bei großflächigen Schäden kann sie sich nicht mehr wie beim Gesunden selbst regulieren und neu bilden.

Ein neues „Rezept“ für die Hautregeneration im großen Stil gewann jetzt ein Team von WissenschaftlerInnen und ÄrztInnen der Paracelsus Medizinischen Privatuniversität: Der Gruppe rund um Erstautorin Patricia Ebner-Peking und Prof. Dirk Strunk vom Institut für Experimentelle und Klinische Zelltherapie ist es gelungen, wesentliche „Zutaten“ für eine großflächige Erneuerung zu kombinieren. Stamm- und Vorläuferzellen können sich in diesem Umfeld selbst zu mikroskopisch kleinen Zellgruppen, sogenannten Organoiden, zusammensetzen und so auch die Regeneration von Gewebe beeinflussen.

Schlüssel für bessere Behandlungsmethoden

„Es geht um Situationen, wo Haut großflächig verletzt oder krank ist“, erklärt Dirk Strunk, Stammzellforscher und Experte für zellbasierte Therapien. Dazu zählen Verbrennungen, auch Tumor-Operationen mit größeren Hautverlusten oder die extrem brüchige Haut bei der Schmetterlingskrankheit (Epidermolysis bullosa). Dort setzen die Ergebnisse der Studie an: Sie könnten schon bald der Schlüssel zu noch besseren Behandlungsmethoden oder Testverfahren an der Haut sein. Regenerative Therapien zählen insgesamt zu den Hoffnungsfeldern der modernen Medizin. 

Am Beginn der Arbeit stand die Frage nach den besten Bedingungen für eine optimale Hautvermehrung mit viel detektivischem Spürsinn und dem Ziel, bekannte „Tipps & Tricks“ neu zu kombinieren. Idee der ForscherInnen: Blutplättchen, die neben der Blutgerinnung auch das Heilen und Regenerieren von Wunden steuern, könnten hier als eine Art Beschleuniger und Navigator wirken. Winzig kleine „Turbos“, bis zu 500 Mal kleiner als ein Millimeter, kamen zum Einsatz. 

Ausgangslage war, dass Vorläuferzellen der Haut mit einem Thrombozytenlysat vermischt wurden. Die Flüssigkeit aus Blutplättchen wird im Labor in einem klassischen Prozess aus mehrmaligem Einfrieren und Auftauen gewonnen, ein Verfahren das von Prof.in Katharina Schallmoser an der SALK entwickelt wurde. Wer diesen Prozess selbst versuchen will: „Wenn Sie Weintrauben mehrmals einfrieren und wieder auftauen, entsteht Traubensaft“, vergleicht  Strunk. Verwendet wurden für die Studie Hautreste nach plastischen chirurgischen Operationen. Spezielle Reagenzgläser, die ein Anhaften der Zellen unmöglich machten, boten ideale Bedingungen in dem Testverfahren.

Neues Modellsystem                                                   

Das Ergebnis ließ die Forschenden schon nach kurzer Zeit staunen: „Normalerweise würde man ein blindes Durcheinander vermuten“, erklärt Strunk. Es kam kein Chaos auf: Bereits nach kurzer Zeit begannen die Zellen, sich selbst zu organisieren und sich zu vermehren. Es wurde damit ein neues Modellsystem geschaffen. 

In einer Visualisierung aus dem Labor zeigt sich schon nach zwei Tagen ein Bild, das so noch nie zuvor beobachtet wurde: Blaue (Bindegewebe), rote (Gefäße) und grüne (Hornhaut) Zellen nehmen in Kügelchen geordnet ihre Plätze ein. Erschienen ist die Publikation im Journal Theranostics. In dem illustrierten Abstrakt ist zu sehen, wie die Selbstorganisation abläuft. Bereits nach 35 Stunden siedeln sich in dem Laborsystem die Hornhautzellen außen ab.

Große Hautreparaturen ermöglichen

Es gibt dafür zwei Anwendungsgebiete: Einerseits bildet sich unter diesen Labor-Bedingungen ein neuartiger Typ von mikroskopisch kleinen Organeinheiten, sogenannte Organoide, aus, was für das Testen von Medikamenten und deren Einfluss auf die Haut neue Möglichkeiten eröffnet. Tierversuche für die Forschung könnten so weiter reduziert werden. Zweitens führe das Zellgemisch auf Hautwunden zu einer schichtartigen und großflächigen Zellregeneration, so die Forscher der Paracelsus Universität. Es gibt damit beispielsweise Alternativen zum Züchten von Haut in Kollagengemischen bzw. zum Kultivieren von Lederhaut im Reagenzglas. Auch für Patienten mit Schmetterlingskrankheit – die Erstautorin kommt aus diesem Forschungsschwerpunkt – könnte das künftig noch verträglichere, vor allem großflächige Haut-Reparaturen ermöglichen.

 

Das Salzburger Magazin für Medizin, Gesundheit und Freizeit

Email:

office@pulsmagazin.at

Telefon:

+0699 699 11810847