Herstellung von Herzmuskelzellen aus Spinnenseide
Der menschliche Körper regeneriert die Herzzellen nicht neu wenn sie einmal abgestorben oder beschädigt sind. Nach einem Herzinfarkt trägt das Herz meist einen dauerhaften Schaden davon. Bisher war es nur theoretisch möglich, die beschädigten Zellen durch neues Gewebe zu ersetzen, denn dafür sind dreidimensional gezüchtete Herzmuskelzellen nötig - jetzt ist es Forschern gelungen solche herzustellen mit Hilfe von Spinnenwebenprotein.
Forscher der Universitäten Erlangen-Nürnberg (FAU) und Bayreuth haben nun eine Möglichkeit gefunden, Herzmuskelzellen im Labor zu züchten. Die Erkenntnis über die Züchtung solcher Zellen gab es schon. Um das Wachstum von Herzzellen anzuregen wird eine Form aus Spinnenseide-Protein (Fibroin) verwendet, in der Herzmuskelzellen wachsen können. Professor Felix Engel aus der Nephropathologischen Abteilung des Universitätsklinikums der FAU hatte die Eigenschaften der Seide des Indischen Seidenspinners untersucht und herausgefunden, dass es sich auch als Gerüst/Form Material eignet. Doch das extrem seltene und wertvolle Material, stand bisher nicht in ausreichender Menge und Qualität zur Verfügung. Spinnenseide hat einen erheblichen Vorteil auch in der Transplantationsforschung, denn es wird nicht vom Körper abgestoßen.
Bakterien produzieren Spinnenseide
Das hat Professor Thomas Scheibel, Inhaber des Lehrstuhls für Biomaterialien an der Universität Bayreuth, mit seinem Team geändert. Den Forschern aus der Wagnerstadt gelang es, das Seidenprotein der Gartenkreuzspinne mit Hilfe von manipulierten Bakterien (Escherichia coli) im Bioreaktor herzustellen. Jana Petzold aus dem FAU- Team und Tamara Aigner aus der Bayreuther Arbeitsgruppemachten sich schließlich gemeinsam daran, auf der Basis des synthetischen Spinnenproteins mit der wissenschaftlichen Bezeichnung eADF4(κ16) Herzmuskelzellen zu züchten.
Die Forscher beschichteten eine Glasscheibe mit einem Film aus Fibroin (Spinnenseideprotein). Dieses ist von Natur aus elektrisch positiv geladen und zieht negativ geladene Körperzellen an. Das Team versuchte es mit Herzmuskelzellen, aber auch mit Blutgefäß- und Bindegewebszellen. Es funktionierte immer. Ähnliche Forschungen zeigten auch das Knochen mit Hilfe solcher Gerüste schneller zusammenwachsen.
Teile von Organen aus dem Labor
Das Wissenschaftlerteam verglich die im Labor gezüchteten Zellen mit denen, die sich auf einem Protein namens Fibronektin entwickeln. Dieses ähnelt der natürlichen Umgebung der Herzzellen. Somit können nun auch dreidimensionalen Herzzellen gezüchtet werden. Das Gerüst lässt sich mit einem 3D-Drucker erzeugen, anschließend wird es in einer Nährlösung getaucht um so das Wachstum eines Organs oder zumindest Teilen davon anzuregen.
Quellen: https://www.fau.de/2017/08/news/wissenschaft/ein-herz-aus-spinnenseide/
Forscher der Universitäten Erlangen-Nürnberg (FAU) und Bayreuth haben nun eine Möglichkeit gefunden, Herzmuskelzellen im Labor zu züchten. Die Erkenntnis über die Züchtung solcher Zellen gab es schon. Um das Wachstum von Herzzellen anzuregen wird eine Form aus Spinnenseide-Protein (Fibroin) verwendet, in der Herzmuskelzellen wachsen können. Professor Felix Engel aus der Nephropathologischen Abteilung des Universitätsklinikums der FAU hatte die Eigenschaften der Seide des Indischen Seidenspinners untersucht und herausgefunden, dass es sich auch als Gerüst/Form Material eignet. Doch das extrem seltene und wertvolle Material, stand bisher nicht in ausreichender Menge und Qualität zur Verfügung. Spinnenseide hat einen erheblichen Vorteil auch in der Transplantationsforschung, denn es wird nicht vom Körper abgestoßen.
Bakterien produzieren Spinnenseide
Das hat Professor Thomas Scheibel, Inhaber des Lehrstuhls für Biomaterialien an der Universität Bayreuth, mit seinem Team geändert. Den Forschern aus der Wagnerstadt gelang es, das Seidenprotein der Gartenkreuzspinne mit Hilfe von manipulierten Bakterien (Escherichia coli) im Bioreaktor herzustellen. Jana Petzold aus dem FAU- Team und Tamara Aigner aus der Bayreuther Arbeitsgruppemachten sich schließlich gemeinsam daran, auf der Basis des synthetischen Spinnenproteins mit der wissenschaftlichen Bezeichnung eADF4(κ16) Herzmuskelzellen zu züchten.
Die Forscher beschichteten eine Glasscheibe mit einem Film aus Fibroin (Spinnenseideprotein). Dieses ist von Natur aus elektrisch positiv geladen und zieht negativ geladene Körperzellen an. Das Team versuchte es mit Herzmuskelzellen, aber auch mit Blutgefäß- und Bindegewebszellen. Es funktionierte immer. Ähnliche Forschungen zeigten auch das Knochen mit Hilfe solcher Gerüste schneller zusammenwachsen.
Teile von Organen aus dem Labor
Das Wissenschaftlerteam verglich die im Labor gezüchteten Zellen mit denen, die sich auf einem Protein namens Fibronektin entwickeln. Dieses ähnelt der natürlichen Umgebung der Herzzellen. Somit können nun auch dreidimensionalen Herzzellen gezüchtet werden. Das Gerüst lässt sich mit einem 3D-Drucker erzeugen, anschließend wird es in einer Nährlösung getaucht um so das Wachstum eines Organs oder zumindest Teilen davon anzuregen.
Quellen: https://www.fau.de/2017/08/news/wissenschaft/ein-herz-aus-spinnenseide/