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Aus eigenen Schweißdrüsen können Stammzellen gewonnen werden, die sich besonders gut zur Wundheilung eignen. Sie bilden Hautzellen und managen den Heilungsprozess. Der Körper stößt sie nicht ab und sie können ambulant entnommen werden.
Alles begann mit der Bauchspeicheldrüse. Prof. Charli Kruse, Leiter der Fraunhofer-Einrichtung für Marine Biotechnologie EMB in Lübeck, erinnert sich noch gut daran. Die Forscher hatten Zellen des Organs isoliert und in einer Petrischale für Forschungszwecke kultiviert – um die Funktion des Eiweißes Vigilin zu untersuchen, das in den Drüsenzellen gebildet wird. »Plötzlich stellten wir fest, dass sich diese auf ungewöhnliche Art und Weise vermehrten: Durch das Mikroskop erkannten wir in der Schale Drüsenzellen – aber auch Nerven- und Muskelzellen.« Aus dem Drüsengewebe hatten sich Stammzellen gebildet, die sich vermehrten und zudem unterschiedliche Zelltypen bilden konnten. Schnell zeigte sich, dass dies auch mit anderen Drüsenzellen funktionierte: »Wir arbeiteten uns langsam vom Körperinnern nach außen und landeten schließlich auf der Haut – bei den Schweißdrüsen. Auch hier dasselbe Ergebnis: Eine Petrischale voller Stammzellen.« Bisher waren Schweißdrüsen wenig beachtet worden: Labortiere wie Mäuse oder Ratten haben diese nur an den Pfoten. Der Mensch besitzt bis zu drei Millionen – vor allem an den Fußsohlen, den Handflächen, in den Achselhöhlen und auf der Stirn.
Die Stammzellen zur Heilung stammen aus der Achsel
Biologen und Mediziner nutzen Stammzellen, um aus ihnen neues Gewebe zu gewinnen – zum Beispiel, um kranke oder verletzte Zellen zu ersetzen. Insbesondere bei der Wund- heilung spielen sie eine wichtige Rolle. Ideal sind körpereigene Stammzellen, da sie der Körper nicht abstößt. Diese lassen sich jedoch nur in aufwendigen Operationen aus dem Knochenmark oder dem Blut gewinnen. »An Schweißdrüsen kommt man wesentlich einfacher heran. Ein kleiner ambulanter Eingriff beim Hautarzt genügt. Uns reichen weniger als drei Millimeter Achsel-Haut aus, um Stammzellen zu gewinnen«, erklärt Kruse. Transplantiert man diese Stammzellen in Hautwunden, so können sie die Wundheilung positiv beeinflussen. Ob die Zellen dabei selbst neue Hautzellen und Blutgefäße bilden oder durch das Ausscheiden von Wachstumshormonen Immunzellen aktivieren und so die Heilungsvorgänge managen, ist Gegenstand aktueller Forschungsarbeiten.
Die Wissenschaftler haben den positiven Effekt auf die Wundheilung am Tiermodell und an menschlicher Haut in der Petrischale nachgewiesen. Die Forscher legten dafür milli- metergroße lebende Schweißdrüsen aus einer Hautprobe unter einem Mikroskop frei. Die darin enthaltenen Zellen vermehrten sie außerhalb des Körpers und regten sie an, andere Zelltypen zu bilden: »Wir besiedelten mit ihnen ein Trägermaterial und setzten dieses auf eine Wunde, die wir zuvor einer Testhaut zugefügt hatten.« Das Ergebnis: Die Wunde heilte mit den Stammzellen deutlich schneller und besser als ohne. Der Träger gibt den Zellen eine feste Struktur. Er besteht zum Beispiel aus Kollagen, einem Strukturprotein des menschlichen Bindegewebes, das später durch körpereigene Faserproteine ersetzt wird. »Ohne diese Struktur würden die Zellen vom Blutstrom erfasst und abtransportiert werden. Sie müssen möglichst fest auf der Wunde bleiben. Nur dann können sie mit der Haut reagieren und sich am Heilungsprozess beteiligen«, so Kruse. Er arbeitet beim Thema Wundheilung eng mit der plastischen Chirurgie der Universität Lübeck zusammen.
Seit Ende letzten Jahres kooperiert die EMB mit der Bioenergy CellTec GmbH, die ihren Firmensitz von Köln nach Lübeck verlegt hat. Für die Entwicklung von neuen Produkten in der Wundheilung nutzt das Biotech-Unternehmen ein neuartiges Trägermaterial. Ein Biopolymer, welches sich besonders gut für die Kombination mit Zellen eignet. Es ist hydrophil – wasserliebend – und so behandelt, dass es für Zellen besonders attraktiv ist, dort zu siedeln. Nun wollen beide Partner ihre Entwicklungen zusammenführen und gemeinsam Produkte herstellen, die Wunden schneller und besser heilen lassen. »Insbesondere für chronische Wunden, die oft über einen langen Zeitraum nicht verheilen, gibt es bisher noch keine effektive Therapie«, sagt Dr. Kathrin Adlkofer, Geschäftsführerin von Bioenergy. Die dauerhaft offenen Stellen entstehen durch kranke Venen oder Arterien, Diabetes, Tumore, Infektionen oder Hauterkrankungen.
Die Lübecker Wissenschaftler haben bereits weitere Anwendungen im Kopf: »Die Stammzellen aus den Schweißdrüsen lassen sich nicht nur einfach kultivieren, sie sind auch sehr vielseitig.« Kruse und sein Team erproben bereits eine Therapie für die Makula-Degeneration – eine Krankheit der Netzhaut, mit der vor allem ältere Menschen zu kämpfen haben. Auch Implantate stößt der Körper weniger ab, wenn diese in körpereigene Stammzellen eingehüllt sind. Kruse: »Auf lange Sicht ist eine Zellbank denkbar, in die ein junger Mensch Stammzellen seiner eigenen Schweißdrüsen einlagern kann. Aus der kann er sich dann bedienen, wenn er neue Zellen benötigt – zum Bespiel nach einer Krankheit oder einem Unfall.«
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Eine Biopsiestanze bringt das biopolymere trägermaterial in die richtige form (links). In Zellkultur ...
© Fraunhofer EMB
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Eine Biopsiestanze bringt das biopolymere trägermaterial in die richtige form (links). In Zellkultur ...
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