Tissue Engineering am Kinderspital Zürich

Am Universitäts-Kinderspital Zürich forschen verschiedene Gruppen an Möglichkeiten, wie sich mit künstlich erzeugtem Gewebe aus körpereigenen Zellen Fehlbildungen oder grossflächige Hautverletzungen bei Kindern therapieren lassen. Am Stand werden Ihnen drei Projekte näher vorgestellt.

Hilfe für das Ungeborene

Die Spina Bifida ist eine schwere neurologische Fehlbildung welche unbehandelt zu schweren körperlichen Behinderungen führt. Die fetale Chirurgie ist heute die «state-of-the-art»-Therapieoption für ein bestmögliches Outcome. Mit Hilfe von autologem Tissue Engineering und moderner Robotik soll diese Therapie weiterentwickelt und verbessert werden.

Im Rahmen der pränatalen Diagnostik wird bei der schwangeren Frau eine Fruchtwasserpunktion durchgeführt. Dabei werden neben für die Diagnostik notwendigen Zellen, gleichzeitig auch Stammzellen für das spätere Tissue Engineering entnommen.

Im Labor werden diese Stammzellen identifiziert und differenziert. Die Differenzierung wird dabei so gesteuert, dass sich aus den Stammzellen die verschiedenen Hautzellen, Gefässzellen und Knorpelzellen entwickeln können. Im Labor werden die entsprechenden Gewebeverbände gezüchtet und anschliessend mit modernsten zellbiologischen Techniken zu einem Gewebe zusammengefügt.

Den Fetalchirurgen steht so zum Zeitpunkt der fetalen Operation ein personalisiertes, komplexes Gewebekonstrukt zur Verfügung, um den Defekt des Fetus zu decken und so die normale Anatomie herzustellen.

hingescHAUT – nachgebaut

Tissue Engineering der Haut – aus einer kleinen Hautprobe eines Patienten werden vier verschiedene Zelltypen im Labor isoliert, kultiviert und dann wieder als natürliche-künstliche Haut zusammengesetzt. So kann eine beliebig grosse Menge an Haut hergestellt werden.
Die Haut ist das grösste Organ des Menschen und schützt uns vor schädigenden Einflüssen. Verletzen wir unsere Haut, fehlt dieser Schutzmantel. Ist die Verletzung grossflächig, wie dies zum Beispiel bei einer Verbrennung/Verbrühung der Fall sein kann, kann das Leben gefährdet sein. Die fehlende Hautoberfläche muss dann ersetzt werden. Die Standardmethode ist die Hautverpflanzung eigener Haut.

Wenn aber zu viel Haut verletzt ist, kann keine gesunde Haut für die Hautverpflanzung verwendet werden. Hier kann das Leben nur gerettet werden, in dem man von einem kleinen Stückchen unversehrter Haut des Patienten, im Labor eine grosse Fläche Haut züchtet, und diese gezüchtete – «tissue engineerte» – Haut auf den Patienten auflegt.

Seit 20 Jahren arbeitet unser Forschungsteam des Kinderspitals Zürich daran, diese Methode zu entwickeln und zu verbessern. In einem ersten Schritt wurde eine Haut mit 2 Zelltypen, den Zellen der Oberhaut (Keratinozyten) und den Zellen der Lederhaut (Fibroblasten), hergestellt. Diese wird schon in klinischen Studien angewandt und zeigt erste Erfolge. Da diese Haut aber nicht alle Bestandteile einer normalen Haut beinhaltet, arbeitet das Team am Kinderspital Zürich daran, diese weiterzuentwickeln. Neu werden aus der kleinen Probe gesunder Haut zusätzlich Blutgefässe und Pigmentzellen isoliert und kultiviert. Diese nun 4 Zelltypen werden dann wieder zusammengesetzt, um eine Haut nachzubauen, die sogar die Hautfarbe des Patienten annimmt.

Baustelle Blase

Angeborene Fehlbildungen und Erkrankungen des Harntraktes beeinträchtigen die Blasenfunktion. In schweren Fällen können sogar die Nieren bleibenden Schaden nehmen. Die Behandlung der Wahl ist eine operative Vergrösserung der Blase mit Gewebe aus dem Darm.

Künftig soll dies mit patienteneigenem Blasengewebe möglich sein – dank «Tissue Engineering», mit im Labor hergestelltem Gewebe.

Unsere Forschungsprojekte beschäftigen sich deshalb mit der zentralen Frage, welche Faktoren die Blasenregeneration begünstigen, damit das gezüchtete Gewebe nach Implantation in den Patienten die Funktion der Harnblase wiederherstellen kann.