Zeitung Heute : Schöne neue Haut

Biochemiker züchten aus Haarfollikeln frisches Gewebe. Damit lassen sich schwere Wunden heilen

Ina Helms

Wenn Wunden nicht heilen, muss man eben nachhelfen – gegebenenfalls mit gezüchtetem Körpergewebe. Zellbiologen, Chirurgen und Biochemiker bearbeiten das vergleichsweise junge Forschungsgebiet des „Tissue Engineering“, um bald ganze Organe im Labor züchten zu können. Das Grundprinzip: Man entnimmt einem Patienten Körperzellen, teilt und vermehrt diese im Reagenzglas und lässt daraus je nach therapeutischem Bedarf neues Gewebe wachsen.

Die Forschung konzentriert sich derzeit vor allem auf die menschliche Haut. Tiefe, schwer heilende Wunden könnten mit neu gewonnener Haut versorgt werden. „Die spezialisierten Hautzellen können keine vollständig intakte Haut regenerieren. Man bekommt zu wenig Gewebe aus ihnen, als dass man große Wundflächen behandeln könnte“, sagt Gerd Lindner, Projektleiter einer Forschergruppe an der TU Berlin. Damit ist der Einsatz solcher Zellkulturen begrenzt.

Eine Alternative sieht der Biochemiker in körpereigenen Stammzellen. Sie werden vom Körper nicht als fremdes Gewebe betrachtet und abgestoßen. Außerdem zeichnen sie sich durch besondere Vielseitigkeit aus. Sie können sich nahezu unbegrenzt selbst erneuern und zu allen möglichen Zelltypen heranreifen. Zumindest theoretisch lassen sie sich unbegrenzt einsetzen.

Weltweit arbeiten viele Wissenschaftler daran, neue Trägermaterialien für künstliche Haut zu finden. Oder sie entwickeln Medien, in denen die Hautzellen besonders gut gedeihen. Das Forscherteam des Instituts für Biotechnologie der TU Berlin setzt auf die Stammzellen. Das Projekt wird vom Bundesforschungsministerium gefördert.

Erste Ergebnisse konnten die Wissenschaftler schon präsentieren: Sie fanden zwei Stammzellarten, die für den Aufbau von Hautgewebe geeignet sind. Sie liegen in der äußeren Wand von Haarfollikeln, also in der Haarwurzel, die tief und fest in der Haut sitzt. Dort, in Kontakt zum umliegenden Hautgewebe, befinden sich geschützte Nischen, aus denen man die beiden Zelltypen getrennt entnehmen kann. Wenn man sie in einem Nährmedium zusammenbringt und die Wachstumsbedingungen präzise einstellt, entwickelt sich aus dem Zellhaufen medizinisch nutzbares Gewebe.

„Entscheidend ist, dass man das richtige Nährmedium findet und in abgestimmter Weise sowohl wachstumsfördernde als auch bestimmte hemmende Substanzen zusetzt“, erklärt Lindner. Die Zellen sollen sich dabei einerseits vermehren, aber sie sollen auch ihre Eigenschaften behalten und sich nicht verändern: Das ist ein Spagat, den die Forscher mit dem empfindlichen Zellmaterial erreichen müssen.

Das Ziel ist es, gemeinsam mit Partnern ein marktfähiges Produkt zu entwickeln. Die Gruppe um Lindner hat es übernommen, die Zellen zu isolieren und sicherzustellen, dass sie sich in der Kultur nicht verändern, sondern ihren Status als entwicklungsfähige Stammzellen behalten. Die Berliner Firma Probiogen automatisiert die Laborverfahren. „Allein die Stammzellen in der Haut zu finden und sie in geeigneter Weise zu markieren, ist ein schwieriges Vorhaben“, sagt Lindner. Ist dies gelungen, schließt sich der als Mikrodissektion bezeichnete Prozess der Zellisolierung an.

Unter dem Mikroskop werden die Zellen dabei mit Laser oder Ultraschall aus ihrem Verband gelöst und in ein Nährmedium überführt. Dabei muss alles steril bleiben, denn schließlich handelt es sich um lebendes Material. „Hier steckt viel Entwicklungsarbeit drin“, sagt der 35-jährige Projektleiter. Die Farbstoffe, die zur Markierung der Zellen verwendet werden, dürfen das Zellwachstum nicht stören. Die Hitze, die durch den Laser entsteht, muss kontrolliert werden. Nicht zuletzt erfordert das Schneiden eines dreidimensionalen Gebildes unterm Mikroskop viel Übung.

Das für zunächst drei Jahre bewilligte Projekt birgt nicht nur eine bestechende Idee. Vielmehr bringt es auch technisches Know-how an die TU Berlin. So wurde in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Rheumaforschungsinstitut ein spezielles Zwei-Photonen-Mikroskop angeschafft. Es soll vor allem dabei helfen, die Zellen zu lokalisieren. Dieses in Berlin einmalige Gerät ermöglicht es den Wissenschaftlern, bis zu einem Millimeter tief in das wachsende Gewebe zu schauen.

Bisher konnte man mit optischen Methoden nur drei bis vier Zelllagen in fixiertem Gewebe sichtbar machen. „Damit kann man die Zellen nicht nur lokalisieren, sondern auch ihre Bewegungen im lebenden Organismus verfolgen“, mit diesen Worten beschreibt Lindner den Nutzen des Geräts auch für andere Forschungsprojekte.

Für die Biotechnologie in Berlin und dem Umland ist es ein weiterer Schritt, um international mithalten zu können. Immerhin ist die Region schon jetzt ein Zentrum der Gewebezüchtung und der regenerativen Medizin.

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