Künstlichen Knochenmark verwendet werden, um hämatopoetische Stammzellen zu reproduzieren. Ein Prototyp wurde nun von Wissenschaftlern des KIT entwickelt worden , die Max-Planck- Institut für Intelligente Systeme , Stuttgart, und der Universität Tübingen. Die poröse Struktur besitzt wesentliche Eigenschaften der natürlichen Knochenmark und für die Reproduktion der Stammzellen im Labor verwendet werden. Dies könnte die Behandlung zu erleichtern Leukämie in ein paar Jahren. Die Forscher präsentieren nun ihre Arbeit in der Fachzeitschrift Biomaterials .
Blutzellen , wie Erythrozyten oder Immunzellen, die kontinuierlich durch neue von hämatopoetischen Stammzellen in einem spezialisierten Nische des Knochenmark befindet geliefert ersetzt. Zur Behandlung von Bluterkrankungen , wie Leukämie hämatopoetischen Stammzellen verwendet werden. Die betroffenen Zellen des Patienten sind durch gesunde Blutstammzellen eines förderfähigen Geber ersetzt.
Jedoch kann nicht jedes Leukämiepatienten auf diese Weise behandelt werden, wie die Anzahl der geeigneten Transplantate nicht ausreichend ist. Dieses Problem kann durch die Wiedergabe von hämatopoetischen Stammzellen zu lösen. Bisher war dies nicht möglich, da diese Zellen ihre Stammzelleigenschaftenin ihrer natürlichen Umgebung in ihrer Nische im Knochenmark nur wahren , das heißt . Außerhalb dieser Nische , werden die Eigenschaften modifiziert. Stammzellwiedergabeerfordert daher eine Umgebung ähnlich der Stammzellnische im Knochenmark .
Die Stammzellnische ist eine komplexe mikroskopische Umgebung mit spezifischen Eigenschaften . Die entsprechenden Bereiche in den Knochen sind hochporöse und ähnlich wie ein Schwamm. Diese dreidimensionale Umgebung nicht nur Platz für Knochenzellen und hämatopoetischer Stammzellen , sondern auch verschiedene andere Zelltypen , mit denen Signalstoffe ausgetauscht. Darüber hinaus ist der Raum zwischen den Zellen eine Matrix , die eine gewisse Stabilität gewährleistet und stellt die Zellen mit Punkten zu verankern. In der Stammzellnische werden die Zellen auch mit Nährstoffen und Sauerstoff versorgt werden.
Die Nachwuchsgruppe " Stem Cell - Material -Interaktionen " von Dr. Cornelia Lee - Thedieck Leitung besteht aus Wissenschaftlern des KIT -Instituts für Funktionelle Grenzflächen ( IFG) , Max-Planck- Institut für Intelligente Systeme , Stuttgart, und der Universität Tübingen. Es künstlich reproduziert wichtigsten Eigenschaften des natürlichen Knochenmarks im Labor. Mit Hilfe von synthetischen Polymeren , schufen die Forscher eine poröse Struktur, die Simulation der schwammartige Struktur des Knochens im Bereich des blutbildenden Knochenmarks. Außerdem fügten sie Proteinbausteine ähnlich denen in der Matrix aus dem Knochenmark für die Zellen , um zu verankern bestehenden . Die Wissenschaftler eingefügt auch andere Zelltypen von der Stammzellnische in die Struktur , um Stoffaustausch zu gewährleisten.
Dann führte die Forscher hämatopoetische Stammzellen aus Nabelschnurblut isoliert in diese künstlichen Knochenmark. Der weiteren Züchtung der Zellen dauerte mehrere Tage . Analysen mit verschiedenen Methoden zeigte, dass die Zellen wirklich in der neu entwickelten künstlichen Knochenmark zu reproduzieren. Im Vergleich zu Standard- Zellkulturmethoden , mehr Stammzellen behalten ihre spezifischen Eigenschaften in der künstlichen Knochenmark.
Die neu entwickelte künstliche Knochenmark , die Haupteigenschaftender natürlichen Knochenmark besitzt, kann jetzt von den Wissenschaftlern benutzt, um die Wechselwirkungen zwischen Materialien zu studieren und Stammzellen im Detail im Labor sein. Dies wird Ihnen helfen , herauszufinden, wie das Verhalten der Stammzellen beeinflusst und durch synthetische Materialien gesteuert werden. Dieses Wissen zu Herstellung eines künstlichen Stammzellnische für die spezifische Vervielfältigung von Stammzellen und die Behandlung von Leukämie bei zehn bis fünfzehn Jahren noch bei.