Flexibilität in der Organforschung

Erfolgversprechende Ergebnisse aus Zellkulturexperimenten können oftmals in nachfolgenden klinischen Studien nicht bestätigt werden und führen zu enttäuschenden Resultaten in der Umsetzung am Patienten. Der Grund hierfür ist offensichtlich. Hier wird versucht Resultate der Forschung an einzelnen Zellen direkt auf den Patienten zu übertragen. Dieser Sprung ist zu groß. Auch Experimente an Tieren sind fragwürdig was die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf den menschlichen Organismus anbelangt. Um diese Lücke zu schließen ist es notwendig, im Labor nicht nur mit einzelnen Zelltypen zu arbeiten, sondern ganze Gewebe oder Organe schon im Labor abzubilden. In diesem Projekt wird ein 3D Organ - Labormodell etabliert, mit dessen Hilfe biochemische Prozesse von verschiedensten Organen und deren Krankheitsbilder untersucht werden können. Jedes Organ hat aufgrund seiner Funktion eigene Zelltypen und seine speziellen Anforderungen, die in diesem System berücksichtigt werden. Dieses Modell besteht aus einem Gerüst aus Fasern wodurch unterschiedliche Zellen eine 3-dimensionale Struktur, ähnlich der im menschlichen Körper, aufbauen können. Diese unterschiedlichen Strukturen können in definierte Bereiche gegliedert werden, in denen die Zellen Lebensbedingungen vorfinden, die ihren Anforderungen und Bedürfnissen entsprechen (z.B. Fluss, unterschiedlicher Nährstoffbedarf oder Sauerstoffkonzentration). Zusätzlich kann das 3D Organ - Labormodell dahingehend angepasst werden, ob Zellen in direkten Kontakt treten können oder nur über biochemische Faktoren miteinander kommunizieren können. Ergebnisse die in der üblichen 2-dimensionalen Zellkultur gewonnen wurden, können in diesem System überprüft und erweitert werden, um dann in Tierversuchen oder Patientenstudien weitergeführt zu werden. Aufgrund der Überprüfung der Daten im 3D Organ - Labormodell können somit auch Tierversuche und aufwendige Patientenstudien vermieden werden, wenn im Vorfeld Ergebnisse aus der 2-dimensionalen Zellkultur nicht bestätigt werden. In diesem Projekt werden mit Hilfe dieses 3D Organ - Labormodells ein humanes Blutgefäß, eine Plazenta und der Darm als Organ im Labor abgebildet und pathologische Prozesse untersucht. Am Markt befindliche Organsysteme für das Labor, sind wenig flexibel und gehen nur bedingt auf die notwendigen Bedürfnisse der Zellen ein. Dieses Modell bietet den Vorteil, dass 1) unterschiedliche Zelltypen 2) in einer 3D Matrix 3) in definierten Bereichen und in diesen 4) mit unterschiedlichen physikalischen und chemischen Bedingungen kultiviert werden wobei je nach Anforderung 5) Zellkontakt hergestellt oder verhindert werden kann. Das Modell besteht aus einem autoklavierbaren und daher wiederverwendbaren Gehäuse und die zum Einmalgebrauch bestimmten Matrix. Daher spricht dieses Projekt vor allem Firmen für die Herstellung von Zellkulturbedarf an, zusätzlich aber auch Firmen, die sich mit der Entwicklung von Membranen, Fasern und Polymeren im medizinischen Bereich beschäftigen.