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pte20210826001 Medizin/Wellness, Forschung/Entwicklung

Künstliche Gefäße verbessern Transplantation

Koreanische Wissenschaftler überprüfen Immunreaktion mit menschlichem Blut hocheffizient


Plattform: künstliche Blutgefäße aus dem Labor (Foto: eng.kist.re.kr/kist_eng)
Plattform: künstliche Blutgefäße aus dem Labor (Foto: eng.kist.re.kr/kist_eng)

Seoul (pte001/26.08.2021/06:00) -

Forscher des Korea Institute of Science and Technology (KIST) https://eng.kist.re.kr/kist_eng/main haben ein bioartifizielles Blutgefäß entwickelt. Dieses Blutgefäß ahmt die Funktion und die Eigenschaften von menschlichen Blutgefäßen nach, um den Erfolg einer Xenotransplatation zu überprüfen. Dabei kommt auch eine zirkulierende vaskuläre Plattform zum Einsatz, die den Blutkreislauf des Menschen nachbildet. An der Entwicklung waren auch Forscher der Seoul National University beteiligt. 

Die Abstoßungsreaktion, die nach der Transplantation eines künstlichen Organs oder eines medizinischen Geräts erfolgt, führt typischerweise zu Blutgerinnseln und einer vaskulären Blockierung. Sie entsteht durch das Gerinnen des Blutes, wenn die Blutgefäße des Organs und des Empfängers verbunden werden. An diesen Punkt wird der Erfolg einer Transplantation festgestellt. Derzeit gibt es keine Möglichkeit, vor dem Eingriff, den Erfolg einer Transplantation eines Organs bei einem Menschen oder einem Tier vorherzusagen. Vor allem gibt es keine Möglichkeit, die Blutgerinnung anders als in einem ähnlichen Umfeld zu untersuchen als dem Blutgefäß durch das das Blut tatsächlich rinnt. 

[b]Rasche Herstellung[/b]

Forschungsleiterin Youngmee Jung entwickelte daher ein Verfahren zur Untersuchung der Blutgerinnung vor der Transplantation. Dabei handelt es sich um ein künstliches Blutgefäß. Es entsteht durch einen einfachen Vorgang bei dem flüssiges Hydrogel in eine tubenförmige Form aus Kollagen und Fibrin, den Hauptbestandteilen von Blutgefäßen, gegossen wird und bei 37 Grad Celsius fest wird. Darauf folgt eine Konpression. Dadurch wird die Zirkulation von Blut unter den tatsächlichen Bedingungen ermöglicht. Derzeit macht die Struktur von bestehenden künstlichen Blutgefäßen es notwendig, dass vaskuläre Endothel-Zellen zwischen 7 und 21 Tage lang im Labor gezüchtet werden. Das neue Verfahren ermöglicht die Herstellung von Blutgefäßen in weniger als 3 Tagen. 

[b]Tests bei Tiermodellen erfolgreich[/b]

Die neue zirkulierende vaskuläre Plattform wurde bereits nicht nur bei In-vitro-Experimenten gestestet, sondern auch bei Tiermodellen. Die Forscher kultivierten gentechnisch veränderte vaskuläre Endothel-Zellen von Schweinen auf dem Endothel der vaskulären Plattform, um so ein künstliches Blutgefäß herzustellen. In einem nächsten Schritt wurde in vitro ein Test mit zirkulierendem menschlichen Blut durchgeführt. Ein In-vitro-Versuch mit einem Mausmodell mit transplantierten Blutgefäßen von Schweinen wurde ebenfalls durchgeführt, um die menschliche Immunreaktion zu simulieren. 

Die Evaluierung der Abstoßungsreaktionen bei beiden Experimenten zeigte, dass das von den Forschern entwickelte Blutgefäß mit den spezifisch dafür entwickelten Genen eine akute Immunabstoßung unterdrückte. Damit ist das Potenzial des in dieser Studie entwickelten gentechnisch veränderten Schweines als Spendertier nachgewiesen. Laut Jung ist die künstliche Blutgefäßplattforn nicht nur strukturell ähnlich wie wirkliche Blutgefäße, sie ahmt auch die Eigenschaften von Blutgefäßen nach. So entsteht eine Mikroumgebung, die dem menschlichen Kreislaufsystem ähnlich ist. Sie könnte, so die Forscherin, für die Überprüfung neuer Medikamente und Wirkstoffe für die Immuntherapie eingesetzt werden. 

(Ende)
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