Algen-Gel für die Wundheilung |
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27.08.2013 11:56 Uhr |
Von Annette Immel-Sehr / Ein neuartiges Hydrogel könnte helfen, zukünftig Verletzungen des Herz- und Muskelgewebes besser zu behandeln. Das Gel leitet sich von Agarose ab, einem Zuckerpolymer, das aus Algen gewonnen wird. Forscher der Universität Freiburg konnten zeigen, dass derartige Gele ähnlich wie körpereigene Makromoleküle den Aufbau von funktionsfähigem Gewebe unterstützen.
Damit sich viele einzelne Zellen zu einem funktionsfähigen Gewebe zusammenschließen können, bedarf es einer geeigneten extrazellulären Umgebung. Große Moleküle wie Kollagen und Zuckerpolymere bilden ein Gerüstsystem, das mechanische Signale an die Zellen abgibt. Diese sind sowohl für das Überleben der Zellen als auch für ihren Zusammenschluss zu einem koordinierten Zellverband wichtig. Gleiches gilt für die Regeneration von beschädigtem Gewebe. Wie das Freiburger Forscherteam um Professor Dr. Prasad Shastri herausfand, können auch Gele als ein solches Gerüst fungieren. Voraussetzung ist jedoch, dass sie ähnliche physikalische Eigenschaften aufweisen wie die natürliche molekulare Zellumgebung – beispielsweise hinsichtlich der Festigkeit. Je nachdem, welche Art von Gewebe sich bilden soll, sind andere Eigenschaften des umgebenden Gerüsts erforderlich.
Die Hauptkomponente des Agarose-Gels ist eine Kette aus Zuckermolekülen mit normalerweise schraubenartiger Struktur. Durch Anheften von Carboxyl-Gruppen an das Zuckergerüst veränderten die Forscher die Kette so, dass sie eine Band-Struktur ausbildete. Danach besaßen die Agarose-Gele ähnliche physikalische Eigenschaften wie eine Umgebung aus natürlichen Zellen. Mithilfe des neuartigen Gels gelang es den Freiburger Wissenschaftlern, einzelne Endothelzellen, die im Körper Blutgefäße ausbilden, so zu beeinflussen, dass sie auch im Labor ein Gefäßgewebe formten. Angeregt durch einen »Cocktail« aus Signalmolekülen, wie er aus der Embryonalentwicklung bekannt ist, bildeten die Endothelzellen bis zu mehrere hundert Mikrometer breite, gefäßartige Strukturen. Lange war die Wissenschaft davon überzeugt, zur Ausbildung von Gefäßstrukturen benötigten Endothelzellen unterstützende Zellen, um sich an diese anzuheften und zu organisieren. Umso erstaunlicher finden die Forscher, dass die Endothelzellen sich in dem synthetischen Gel auch ohne solche unterstützende Zellen umstrukturierten. /
Quelle: Proceedings of the National Academy of Sciences
