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Ein neu entwickelter Ansatz könnte die Behandlung mehrerer chronischer Erkrankungen revolutionieren
Ein Team von Wissenschaftlern hat einen neuen Ansatz entwickelt, der „einen großen Schritt zur Behandlung vieler chronischer Erkrankungen darstellt“, darunter die Reparatur von Gelenkschäden nach Herzinfarkten und die Bekämpfung der Transplantatabstoßung.
Der Ansatz beinhaltet die „Herstellung von Zellen, die Medikamente absondern und an bestimmte Körperteile abgeben“, sogenannte mesenchymale Stammzellen, die sich (wie Stammzellen) in Bindegewebszellen für Knorpel, Knochen, Fett und viele Organe differenzieren können.
Während solche Zelltherapien die Behandlung vieler Erkrankungen revolutionieren können, steht das Verfahren vor technologischen Problemen, insbesondere da Wissenschaftler die Eigenschaften der Zellen, die zur sicheren und wirksamen Behandlung einer Erkrankung erforderlich sind, nicht vollständig verstehen und keine Möglichkeit entwickeln, die Zellzahl während der Herstellung zuverlässig zu erhöhen war schwierig.
Nun beschreibt die neue Studie ein System, das an der Cornell University und dem MIT entwickelt und getestet wurde und diese Herausforderungen angeht.
Die Forscher entwarfen eine „Mikrotransporter-Mikrobioreaktor“-Plattform, die es ihnen ermöglichte, viele Variablen zu kontrollieren, darunter Zellsignaleigenschaften, pH-Wert, Temperatur und Gase, und gleichzeitig eine hochwertige, konsistente Umgebung für die Zellen zu schaffen.
Mithilfe der Plattform transplantierte das Team Stammzellen von drei verschiedenen Spendern nacheinander und wiederholte das Experiment dann dreimal für Zellen desselben Spenders.
Die Forscher verglichen ihre Ergebnisse mit der derzeit verwendeten Flaschentechnik, bei der Polystyrol-Gewebekulturflaschen mit Zellkulturmedien verwendet wurden, die als experimentelle Kontrolle dienten.
Vorläufige Ergebnisse deuten darauf hin, dass der entwickelte Ansatz diese Zellen dazu anregen könnte, mehr therapeutische Proteine für chronische Erkrankungen zu produzieren.
„Wir glauben, dass dieser Mikroträger- und Mikrobioreaktor-Ansatz eine wichtige Funktion erfüllt, indem er während des Herstellungsprozesses sehr strenge Kontroll- und Regulierungsbedingungen aufrechterhält“, sagte Brandon Krupczak, Erstautor des Papiers.
Fügte hinzu: „In einigen Fällen erzielten wir in unserem Versuchszustand bis zu 400-mal bessere Ergebnisse im Vergleich zur Kontrolle, was darauf hindeutet, dass in unserem Versuchszustand 400-mal mehr therapeutische Partikel im Umlauf waren.“
Die Studie ergab, dass die Methode eine qualitativ hochwertige Überwachung ermöglichte und die Zellen darauf vorbereitete, mehr Proteine zu produzieren, die speziell mit der Behandlung des akuten Atemnotsyndroms in Zusammenhang stehen. Die Auswirkungen wurden jedoch nicht an Mäusen oder Menschen getestet.
Die Ergebnisse ebnen den Weg, die Produktion der Zelltherapie mithilfe des neuen Herstellungsverfahrens und der Qualitätskontrollen so weiterzuentwickeln, dass sie in medizinischen Kliniken eingesetzt werden kann.