Hoffnungsträger: Hydrogel


Zur Übersicht

Bei chronischer Querschnittsverletzung mit Ausbildung einer Zyste nach dem Gewebeverlust an der Verletzungsstelle besteht der transplantations-medizinische Hauptansatz darin, den Gewebedefekt mit Biomaterial aufzufüllen. Frühere Konzepte mit Verwendung eines festen Gewebematerials, das im Rückenmark verbleibt, waren dadurch limitiert, dass dieses chirurgisch implantiert werden musste, dabei das gesunde Gewebe zusätzlich geschädigt wurde und eine gliale Gewebereaktion zur Abkapselung führte. Außerdem wäre ein rigider Gewebeersatz im Rückenmark, das beweglich ist und sich der Bewegung der Wirbelsäule anpassen können muss, funktionell ungeeignet.

In einem Wings for Life geförderten Projekt stellte sich das Team von Prof. Sofroniew der Herausforderung ein injizierbares und resorbierbares Biomaterial als regenerationsfördernde Matrix zu entwickeln. Prof. Sofroniew stellt eine in-vitro und in-vivo Studie mit einem neuartigen Hydrogel DHC (Diblock copolypeptid Hydrogel) vor, dessen Eignung als Trägersubstanz für therapeutische Wirkstoffe er in-vivo durch Injektion in das Gehirn untersuchte.

Eine Verletzung des Rückenmarks hat eine mechanische Unterbrechung der motorischen wie sensorischen Nervenfasern sowie eine Zerstörung des Rückenmarkgewebes in Höhe der Verletzung zur Folge und führt zur Ausbildung einer mit Flüssigkeit gefüllten Höhle (Zyste), die von einer glialen Narbe umgeben ist. Diese Zyste stellt eine physikalische und chemische Barriere dar und verhindert die für die funktionelle Wiederherstellung entscheidende  Regeneration von Nervenfasern und Remyelinisierung. Die Entwicklung von geeigneten Biomaterialien zur Überbrückung dieser Barriere ist eine Herausforderung für die Therapie einer chronischen Rückenmarksverletzung. Eine weitere Hürde für die Behandlung von Rückenmarksverletzungen stellt die Blut-Hirnschranke dar. Diese schützt unter normalen Umständen das Gehirn vor dem Eindringen von Krankheitskeimen, indem sie Moleküle mit bestimmten Eigenschaften und Größe diese Schranke nicht überschreiten lässt. Man muss somit einen anderen Weg als den Blutweg finden, um therapeutische Substanzen mit bestimmten Eigenschaften  an den Wirkort ins Rückenmark zu bringen.

Originalarbeit: Sustained local delivery of bioactive nerve growth factor in the central nervous system via tunable diblock copolypeptide hydrogel depots. Song B, Song J, Zhang S, Anderson MA, Ao Y, Yang CY, Deming TJ, Sofroniew MV. Biomaterials. 2012 Dec; 33(35): 9105-16. Epub 2012 Sep 15.