Tissue Engineering

• technische Herstellung von Zellen, Gewebe (und evtl. Zukuenftig Organen) aus körpereigenen Zellen

• Patient werden Zellen aus eigenem Köpergewebe entnommen, kultiviert und wieder verabreicht, um geschädigtes Gewebe zu therapieren

• ursprüngliche Idee: Komplette Gewebe- und Organzucht im Labor und anschliessende Transplantation 

• heute: Ziel: Regeneration bzw. Rekonstruktion fehlender oder geschädigter Gewebe- und Organstrukturen 

• Unabhängigkeit von Spenderorganen

•  Immunologische Akzeptanz der TE-Produkte beim Einsatz autologer Zellen
  • Minimierung des Infektionsrisikos
  • Entfall einer lebenslangen, medikamentösen Behandlung mit Immunpräparaten

• Verfügbarkeit von «Mini-Organen» für die medizinische sowie pharmazeutische Forschung (Medikamententests) und Kosmetikindustrie (Wirkstofftests) → Reduzierung und Ersatz von Tierversuchen

• Viele humane Zelltypen nur in begrenzter Menge isolierbar
• Schwierige in vitro Kultivierung 
  • Veränderung der Zellqualität mit steigender Passagenzahl
  • Adhärentes Wachstum
  • Hohe Empfindlichkeit gegenüber Scherstress
  • Komplexe Kulturmedien, die in vivo Bedingungen simulieren, notwendig 
• sehr teuer
• GMP-Bedingungen (hochqualifizierts Personal, integrierte Isolatorentechnik..)

TE Anwendungen sind keine Gentherapie!

• Ziel GT: Behebung eines krankheitsverursachenden Gendefektes durch Einschleusen genetischen Materials in Körperzellen

  • Infolge Behandlung von Zellen mit Crispr/Cas-9 Genschere Aufschwung der Gentherapie prognostiziert 

• Keimbahntherapie: Korrektur der genetischen Konstitution der Nachkommen durch Eingriff an Ei- bzw. Samenzellen (in CH verboten) 

• Somatische Gentherapie: Veränderung von Körperzellen zur Heilung des Gendefektes oder zur Behandlung von erworbenen Krankheiten 

Ex vivo (ausserhalb des Körpers)

•  Entnommene Zellen (autolog) werden durch einen entsprechenden Vektor gentechnisch verändert, im Labor vermehrt und danach dem Patienten zugegeben

In vivo (im Körper)

•  Geeigneter Vektor (z.B. Virus) transportiert genetisches Material direkt zum Zielort im Körper 

• vitale Zellen
• geeignetes Kulturmedium mit WT Faktoren
• Geeignetes Kultivierungssystem
• Scaffold oder MAtrix

• 1900 Ljuggren kultiviert erstmals humane Haut 

• 1997 Brüder Vacanti haben menschliche Chondrozyten in Form eines Ohrs gebracht und Maus unter die Haut transplantiert 

• 2000 erste Transplantation eines in vitro gezüchteten Fingergelenkes 

• Zweischichtige Haut (Epidermis und Dermis) im Labor produziert 
• Herstellung von Knorpelgewebe für Sportver- letzungen sowie degenerative Erkrankungen (z.B. Gelenkarthrose) und Wiederherstellungschirurgie (z.B. Ohr- und Nasendefekt) 
• Herzklappen aus Stammzellen (Prof. Dr. Hoerstrup, Universitätsspital Zürich)