Translationaler Einsatz epidermaler Stammzellen zur Hautregeneration
Eine kürzlich von uns durchgeführte Behandlung eines lebensbedrohlich an Epidermolysis bullosa erkrankten jungen Patienten mit epidermalen Stammzellen (ESCs) führte uns zu einem hoch innovativen Therapiekonzept: Aus einer kleinen Hautbiopsie werden ESCs gewonnen, welche über ein enormes Regenerations- und Reproduktionspotential verfügen. Diese werden isoliert, kultiviert und zu einem Transplantat weiterverarbeitet. Aus der einmal erstellten Kultur können wiederholt größere Transplantatmengen hergestellt werden, die eine Deckung der gesamten Körperoberfläche ermöglichen. Diese Transplantate unterscheiden sich grundsätzlich von allen in der klinischen Anwendung befindlichen Transplantaten. Denn die isolierten Stammzellen sind lebenslang Ausgangspunkt der Hautregeneration und können somit aufgrund ihres Reproduktionspotentials im Gegensatz zu Keratinozyten eine dauerhafte, regenerationsfähige Defektdeckung gewährleisten. Ihre Kultivierung in Reinkultur unter Erhaltung der Stammzellfähigkeiten ist bis zum heutigen Tage äußerst anspruchsvoll. Daher wird die Bereitstellung von ESCs in der benötigten Qualität und Quantität nur von einer kleinen Zahl von Instituten weltweit beherrscht. Eines davon steht unter der Leitung unseres Kooperationspartners Professor Michele De Luca in Modena, Italien.
Der von uns behandelte Patient entwickelte nach Transplantation der ESCs eine neue Epidermis, die einer Defektdeckung durch Spalthauttransplantation bei weitem überlegen ist. Es zeigen sich bei einer transplantierten Körperoberfläche von über 80% mit Beteiligung nahezu aller großen und kleinen Gelenke keinerlei Narbenbildung mit Kontrakturen bei vollumfänglicher, schmerzfreier Bewegung. Ein Jahr nach initialer Transplantation zeigt sich sogar ein beginnendes Haarwachstum und eine Rückfettung der Haut, die eine dauerhafte tägliche Dexpanthenolbehandlung, wie nach Spalthauttransplantation, unnötig macht. Sind diese Ergebnisse auf Brandverletzte übertragbar, würde dies zu einer signifikant schnelleren und umfänglicheren Rekonvaleszenz der betroffenen Patienten führen und somit sowohl die Gesamtbehandlungskosten senken, als auch die vollumfängliche Wiedereingliederung in das soziale Umfeld und das Berufsleben beschleunigen oder überhaupt erst ermöglichen.
Vascularized Composite Allotransplantation
Die Behandlung von Verletzungen, die mehrere Schichten funktionellen Gewebes betreffen, ist eine der großen Aufgaben der plastischen Chirurgie. Aufgrund der Tatsache, dass der konventionellen Rekonstruktionschirurgie bei ausgeprägten Defekten komplexer Strukturen sowohl in ästhetischer wie funktioneller Hinsicht Grenzen gesetzt sind, hat sich das Gebiet der Vascularized Composite Allotransplantation (VCA) entwickelt. Als Composite Tissue, also “zusammengesetztes Gewebe”, werden Strukturen bezeichnet, die sich aus verschiedenen Grundgeweben zusammensetzen. So beinhalten Gesicht und Extremitäten beispielsweise Muskeln, Haut, Knochen, Sehnen, Knorpel, Gefäße, Nerven und andere Gewebe. VCA definiert in diesem Zusammenhang die Transplantation einer vitalen, aus unterschiedlichen Geweben zusammengesetzten, funktionellen Einheit (z.B.: Hand oder Gesicht) von einem Spender zu einem Empfänger. Bis heute sind weltweit über 200 VCAs zur Rekonstruktion verschiedenster anatomischer Strukturen wie Gesicht, obere und untere Extremitäten und Bauchdecke durchgeführt worden.
In enger Zusammenarbeit mit dem Center for Reconstructive & Restorative Surgery Research an der Harvard Medical School in Boston, USA untersucht unsere Forschungsgruppe ein mikrochirurgisches Modell, das das Auftreten von chronischen Abstoßungsreaktionen näher beleuchten. Mit den gewonnenen Daten sollen Aussagen über das Langzeitverhalten von VCA-Transplantaten nach erfolgreicher Operation getroffen werden.
Etablierung eines stammzellbesiedelten Alginat-Implantates für den autologen Weichgewebeersatz
Das Projekt beschäftigt sich mit der Etablierung eines Implantates aus Alginat welches mit adipogenen Stammzellen besiedelt wird und zur Auffüllung großer Gewebedefekte verwendete werden soll. Besonderes Augenmerk wird auf die Einsprossung von Blutgefäßen in das Implantat (Vaskularisierung) gelegt.
