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Amniotische Stammzellen steigern das Blutgefäßwachstum in der Hydrogel-Therapie
Die Wissenschaftler nutzten erfolgreich Stammzellen aus menschlichem Fruchtwasser, um das Wachstum robuster funktioneller Blutgefäße in Heilungs-Hydrogelen zu fördern, die Mäusen injiziert wurden.
Zwei Wochen nach der Implantation zeigte Hydrogel, das mit Amnionflüssigkeitsstammzellen ausgesät wurde, ein Wachstum von reifen Blutgefäßen. Das Bild zeigt Zellkerne (blau), Endothelzellen (rot) und glatte Muskelzellen (grün). Der Maßstabsbalken ist 20 Mikrometer.
Bildnachweis: Jacot Lab / Rice University
Das Team um Jeffrey G. Jacot, Associate Professor für Bioengineering an der Rice University und am Texas Children's Hospital in Houston, Texas, berichtet von ihrer Arbeit im Zeitschrift für Biomedizinische Materialforschung Teil A.
Die Forscher arbeiten daran, Zellen aus dem Fruchtwasser von Schwangeren zu nutzen, um Babys mit Herzfehlern zu heilen.
Fruchtwasser wird oft in Standardtests während der Schwangerschaft gezogen. Die Flüssigkeit wird normalerweise nach Abschluss der Tests weggeworfen, aber das Team erklärt, dass es sich nun als eine Quelle von Implantaten, die aus genetisch angepasstem Material eines Babys hergestellt werden, als vielversprechend erweist.
Prof. Jacot sagt, dass die Stammzellen im Fruchtwasser wertvoll sind, weil sie sich in viele andere Arten von Zellen differenzieren können - einschließlich Endothelzellen, die Blutgefäße bilden.
Er kommentiert ihre Leistung:
"Die Hauptsache, die wir herausgefunden haben, ist, wie man ein vaskularisiertes Gerät bekommt: Laborgewachsenes Gewebe, das vollständig aus Fruchtwasserzellen besteht. Wir haben gezeigt, dass es möglich ist, nur Zellen aus Fruchtwasser zu verwenden."
Healing Hydrogele werden zunehmend für den Einsatz in der Medizin entwickelt. Zum Beispiel können sie als 3D-"Scaffolds" im Tissue Engineering verwendet werden, und sie können auch verwendet werden, um die Abgabe von Wirkstoffen genau dorthin zu richten, wo sie benötigt werden.
Hydrogelgerüste aus einem Biopolymer namens Fibrin werden häufig zur Wundheilung und zur Förderung der Angiogenese eingesetzt - dort, wo neue Blutgefäße von bereits im Nachbargewebe vorhandenen abzweigen.
Fibrin Hydrogel mit amniotischen Zellen wuchs robustere Blutgefäße
Für ihre Studie untersuchte das Team mit Mäusen, was passiert, wenn Sie die Angiogenese-Eigenschaften von Fibrin-Hydrogel mit der Endothelzellen-generierenden Wirkung von amniotischen Stammzellen kombinieren.
Sie nahmen zunächst einige Modifikationen am Fibrinhydrogel vor, das allein zu steif war und zu schnell abgebaut wurde. Die Zugabe von Polyethylenglycol zu dem Fibrin machte das Hydrogel viel biegsamer und robuster.
Um die amniotischen Stammzellen zu einer Differenzierung in Endothelzellen zu ermutigen, behandelten die Forscher sie mit vaskulärem endothelialem Wachstumsfaktor.
Die Forscher fanden heraus, dass Mäuse, denen nur modifiziertes Hydrogel injiziert wurde, dünne Fibrillenstrukturen entwickelten, die für Angiogenese typisch sind, aber die Mäuse, denen Hydrogel injiziert wurde, das mit amniotischen Zellen besät wurde, zeigten viel robustere neue Blutgefäßnetzwerke.
Ähnliche Ergebnisse mit Hydrogel, das mit mesenchymalen Zellen aus dem Knochenmark ausgesät wurde, sind möglich, aber diese Methode garantiert keine Übereinstimmung des Gewebes, erklärt Prof. Jacot.
Die Autoren experimentierten auch mit Hydrogel, das mit Endothelzellen besät wurde, aber dies funktionierte nicht so gut, wie sie erwartet hatten, fügt er hinzu.
Das Team untersucht nun, wie Amnionzellen verwendet werden können, um biokompatible Pflaster herzustellen, um Herzen von Kindern, die mit Geburtsfehlern geboren wurden, und auch für andere Verfahren zu reparieren.
Die Mittel für die Studie kamen von den National Institutes of Health und der National Science Foundation.
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