GYM

Entwicklung eines 3D-gedruckten In-vitro-Blutgefäßmodells zur Effektivitätssteigerung von Stammzelltherapien für Muskeldystrophie

Muskeldystrophie ist eine genetisch prädisponierte, degenerative Krankheit, bei denen die Patienten unter voranschreitender Muskelschwäche leiden. Folgen sind unter anderem eine frühzeitige Immobilität sowie eine reduzierte Lebensqualität und -erwartung. Eine Stammzelltherapie soll helfen, die Krankheit zu behandeln und den Patienten ein längeres und qualitativ hochwertigeres Leben zu ermöglichen. Grundidee ist es, den Patienten Mesoangioblasten, mesenchymartige Zellen aus den Gefäßwänden, intraarteriell zu injizieren. Die Mesoangioblasten besitzen die Fähigkeit, die Blutgefäße über die Gefäßwand zu verlassen und anschließend ins umliegende Muskelgewebe zu migrieren. Dort tragen die Mesoangioblasten nachweislich dazu bei, das Muskelwachstum voranzutreiben, indem sie das Ausheilen beschädigter Muskelfasern und die Neubildung von Muskelzellen beschleunigen. Aktuell erreicht jedoch nur ein relativ geringer Anteil der injizierten Stammzellen das Muskelgewebe. Die restlichen Stammzellen werden von den Filterorganen (Lunge, Leber, Milz) aufgefangen.

Ziel unseres Teilprojektes in dem von der Europäischen Union geförderten Verbundvorhabens GYM ('Generate Your Muscle') ist es, den Anteil der migrierenden Mesoangioblasten zu erhöhen und somit die Effektivität der Stammzellentherapie zu optimieren. Dabei soll mittels 3D-Bioprinting ein In-vitro-Gefäßmodell entwickelt werden, mit dem die Mechanismen der Stammzellenmigration untersucht werden und die Effektivität der Stammzelltherapie erhöht werden kann. Es werden so biofunktionale Blutgefäße hergestellt, in die die Mesoangioblasten injiziert werden können. Das hergestellte Gefäßmodell soll dabei die In-vivo-Situation möglichst genau abbilden. Wichtige Aspekte sind hier beispielweise die richtige Auswahl der Trägermaterialien für die Zellen, der Hydrogele, aber auch die Optimierung des Druckprozesses. Anschließend wird untersucht, ob die Effektivität der Stammzelltherapie durch die Integration von verschiedenen Wachstums- und Botenstoffen erhöht werden kann.