Regenerative Medizin

Die Regenerative Medizin zielt auf die intrinsischen, autologen regenerativen Mechanismen des Individuums und vereint die Kenntnisse des Tissue Engineerings, der Zell- bzw. System-Biologie, der Gentherapie und der Stammzellbiologie. Als noch relativ junges Forschungsgebiet hat sich das Tissue Engineering als Teilgebiet der regenerativen Medizin in den letzten Jahren zu einer Zukunftswissenschaft mit enormen Potenzial entwickelt. Es basiert auf der interdisziplinären Zusammenarbeit von Wissenschaftlern aus verschiedensten Fachrichtungen der Bereiche Biologie, Chemie, Physik, Materialforschung, Geräte- und Verfahrenstechnologie, Informatik und Medizin.

Tissue Engineering bedeutet soviel wie "Gewebekonstruktion" oder allgemeiner formuliert "Zell- und Gewebetechnik". Gemeint ist die Kultivierung und Vermehrung lebender Zellen von Mensch (und Tier) außerhalb des Organismus im Labor (in vitro). Die in-vitro-Züchtung zur Herstellung von Hautersatz, Knorpel- oder Knochengewebe ist erst durch die Entwicklung der modernen Biologie möglich geworden. Dabei werden in zunehmendem Maße komplexere, dreidimensionale Zellsysteme entwickelt, die für die Herstellung menschlicher Gewebe und Organe geeignet sind. Ziel ist es, (erkrankte) Gewebe zu heilen, teilweise zu "rekonstruieren" oder in ihrer Funktion zu unterstützen.

Im Regelfall stammen die Zellen vom Patienten selbst (autologe Zellen), in jüngerer Zeit ist jedoch auch die Verwendung von adulten Stammzellen zur Knorpelzüchtung möglich geworden. Neuere Tissue-Engineering-Ansätze nutzen die Differenzierungsfähigkeit von mesenchymalen Stammzellen (hMSC). Eine Stammzelle wird durch drei Kriterien definiert: Selbsterneuerung, die Fähigkeit, sich in verschiedene Zelltypen zu differenzieren, sowie die Fähigkeit, in vivo Gewebe zu rekonstituieren. Aus dem Knochenmark gewonnene pluripotente hMSC bieten einen Grundpfeiler für die Rekonstruktion von Stützgeweben mit Hilfe des modernen Tissue Engineering, sie sind gut charakterisiert und sicher in der Anwendung. Zusätzlich wurden in letzter Zeit immer mehr Quellen für Stammzellen aus den unterschiedlichsten Geweben isoliert, z.B. Fett, Placenta, Nabelschnurblut oder Milz. Diese Gewebe könnten neue Ansätze zur einfacheren Gewinnung von Stammzellen bieten.

Ein Schwerpunkt unserer Forschungsarbeit liegt daher auf der Untersuchung der komplexen Vorgänge während der Dedifferenzierung von Chondrocyten / Myozyten / Osteocyten sowie der chondrogenen / myogenen / osteogenen Differenzierung von humanen mesenchymalen Stammzellen. Zusätzlich werden Einflüsse der extracellulären Matrix auf die Zellen in dreidimensionalen Kultursystemen untersucht.

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