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Villigen - Forschende des PSI und der ETH Zürich entwickeln innovative Methode zur Verjüngung von Hautgewebe
Forschende des Paul Scherrer Instituts (PSI) und der ETH Zürich haben einen Durchbruch in der Gewebe-Reprogrammierung erzielt. In einem Laborversuch haben sie Bindegewebszellen erfolgreich in stammzellenähnliche Zellen umgewandelt und diese in verletzte Haut transplantiert. Dabei konnten sie nachweisen, dass diese Methode die Wundheilung signifikant fördert. Die Ergebnisse dieser wegweisenden Studie wurden im Fachmagazin Aging Cell veröffentlicht.
Mechanische Reprogrammierung ohne Gentechnik
Die Forscher verwendeten einen erstaunlich einfachen mechanischen Reiz, um reife Bindegewebszellen, sogenannte Fibroblasten, in einen jugendlichen, stammzellenähnlichen Zustand zurückzuversetzen. Im Labor gelang es, diese teilweise reprogrammierten Zellen in ein Modell für altes, verletztes Hautgewebe zu transplantieren. Diese innovative Methode setzt auf eine rein mechanische Anregung, ohne den Einsatz von Gentechnik oder Chemikalien.
Das Verblüffende am Verfahren
Die Forscher betteten die Fibroblasten in ein Gitter aus Fibronektin, einem Protein, ein. Durch die räumliche Beschränkung im Gitter verlor jede Zelle bei der Teilung die Information über ihre Form und Funktion. Die Zellen vergaßen gewissermaßen, wozu sie ursprünglich da waren, und wurden so in stammzellenähnliche Zellen umgewandelt. Dieser Übergang erfolgte hoch effizient und ermöglichte die Gewinnung vieler stammzellenartiger Fibroblasten mit vergleichsweise geringem Aufwand.
Ergebnisse der Hauttransplantation
Die Forschenden entnahmen gealterte Zellen aus echter Haut, reprogrammierten sie zu stammzellenähnlichen Fibroblasten und transplantierten sie in ein Labor-Modell für altes, verletztes Hautgewebe. Die Zellen begannen verstärkt Proteine zur Bildung neuer Haut zu produzieren, was zu einer beschleunigten Regeneration und Wundheilung im Vergleich zu Transplantationen mit unveränderten Zellen führte. Die Reprogrammierung korrigierte auch funktionelle Fehler, die sich während der Alterung angesammelt hatten, ähnlich einer Neuformatierung einer Festplatte.
Anwendungsmöglichkeiten und Interesse der Pharmaunternehmen
Diese Methode bietet eine vielversprechende Alternative zu herkömmlichen Hauttransplantationen, die bei größeren Hautverletzungen eingesetzt werden. Sowohl die Abstoßungsreaktionen als auch die begrenzte Verfügbarkeit von Eigenhaut älterer Personen könnten durch teilweise reprogrammierte, stammzellenähnliche Fibroblasten überwunden werden. Interessanterweise haben bereits mehrere Pharmaunternehmen Interesse gezeigt, das Verfahren weiterzuentwickeln. Obwohl die klinische Anwendung noch einige Jahre entfernt ist, birgt die Methode das Potenzial für eine revolutionäre Weiterentwicklung in der Wundheilung und Hautregeneration.
Weitere Anwendungsbereiche und Ausblick
Die Forschungsgruppe am PSI erforscht nun die genauen Mechanismen, die diese Reprogrammierung durch räumliche Einschränkung auslösen. Die Methode könnte nicht nur in der Medizin, sondern auch in der Kosmetik Anwendung finden. Die Regeneration von Muskel- oder Gehirnzellen wäre ebenfalls denkbar. Prof. Dr. G.V. Shivashankar ist zuversichtlich und betont das Potenzial dieser Methode, uns gesünder altern zu lassen. Die Technik ist so einfach, dass sie theoretisch von jedem Medizinstudenten durchgeführt werden könnte und passt perfekt zum Trend der personalisierten Medizin.
Herausgeber:
Paul Scherrer Institut
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