Blutgefäße aus reprogrammierten peripheren Blutzellen

Blutgefäße aus reprogrammierten peripheren Blutzellen: Reprogrammierung von Zellen aus dem peripheren Blut zur Herstellung körpereigener Blutgefäße zur therapeutischen Anwendung Die derzeit verfügbaren Ersatzmaterialien in der Herzkreislaufmedizin sind mit zahlreichen Limitationen behaftet, wobei vor allem die Bildung von Blutgerinnseln und die fehlende Wachstumsfähigkeit ein Problem darstellen. Die Methode des Vascular Bioengineering stellt eine interdisziplinäre Methode dar, welche auf die Herstellung lebender, körpereigener Ersatzgewebe für Blutgefässe oder Herzklappen abzielt. Dadurch könnte vor allem die Notwendigkeit von wiederholten Re-Operationen aufgrund einer fehlenden Wachstumsanpassung vermieden werden. Unsere Forschungsgruppe konnte die erfolgreiche Herstellung funktioneller, lebender Ersatzgewebe - wie Blutgefässe, Herzklappen oder Venenklappen basierend auf dieser Methode zeigen. Diese Konstrukte basierten auf rasch biodegradierbaren Materialien, welche mit Patientenzellen besiedelt wurden und in einem Bioreaktor zur Gewebebildung stimuliert wurden bevor sie ins Tiermodell implantiert wurden. Trotz dieser vielversprechenden Resultate, konnte bislang keine klinische Studie auf Grundlage der Methode des In vitro Tissue Engineering begonnen werden. Die Ursache hierfür ist, dass die Gefäßzellen stets aus Blutgefäßen isoliert wurden, wofür sich die PatientInnen einer zusätzlichen Operation unterziehen müssten, was jedoch aufgrund der schweren Grunderkrankung problematisch erscheint. Zur Vermeidung dieser Operationen fokusierte man sich zunächst auf Zellen, welche einfacher zu isolieren sind: die mesenchymalen Stammzellen (MSSZ). Diese MSSZ wurden aus fötalen Geweben, Fettgewebe und Knochenmark isoliert und deren erfolgreiche Anwendung für das vaskuläre Tissue Engineering konnte mehrfach gezeigt werden. Aber auch hier ist, abgesehen von den pränatalen Zellquellen, ein zusätzlicher chirurgischer Eingriff erforderlich. Zudem ist es nicht möglich, alle erforderlichen Zelltypen in ausreichenden Mengen aus diesen Zellquellen zu generieren. Im Gegensatz hierzu stellen Zellen aus dem peripheren Blut eine ideale Zellquelle dar: Sie sind einfach und wiederholt zu gewinnen, ohne dass eine zusätzliche chirurgische Intervention erforderlich ist. Auch hier konnten bislang nicht alle Typen an Gefäßzellen direkt in ausreichenden Mengen isoliert werden - die Methode der induziert pluripotenten Stammzellen könnte dies jedoch ermöglichen. Das vorliegende Projekt zielt darauf ab, Zellen aus dem Blut mittels einer neuen, klinisch-relevanten Methode zu reprogrammieren, so dass sie zu pluripotenten Stammzellen werden. Auf deren Basis könnten die für das Tissue Engineering relevanten Zelltypen einfach generiert werden und so körpereigene Ersatzgewebe in vitro erzeugt werden. Die so generierten Blutgefäße werden zunächst in vitro analysiert und dann in ein Kleintiermodell implantiert, um die Funktionalität der Gewebe in vivo zu untersuchen. Dieser Ansatz könnte die aufgeführten technischen und medizinischen Limitationen für das Herzkreislauf- In vitro Tissue Engineering überwinden und zu einer zukünftigen klinischen Anwendung dieser Technologie signifikant beitragen.