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Blut ist eine zentrale Ressource für die Regenerationsmedizin

Prof. Dr. Hinnak Northoff, Ärztlicher Direktor des ZKT (Foto: privat)

Prof. Dr. Hinnak Northoff, Ärztlicher Direktor des ZKT (Foto: privat)

Die Transfusionsmedizin hat am Universitätsklinikum Tübingen einen hohen Stellenwert, für sie wurde eigens ein Institut gegründet. Anwendungen und Nutzen des Blutes für die Regenerationsmedizin bilden einen Forschungsschwerpunkt.

Blut ist ein ganz besonderer Saft - heute vielleicht noch mehr als zu Goethes Zeiten, als der Dichter diesen Satz in "Faust" verewigte. Blutspenden und -transfusionen retten Leben und sind aus der modernen Medizin nicht wegzudenken. Auch die Forschung ist auf das Lebenselixier angewiesen, Blut dient zum Beispiel in der Regenerationsmedizin als Stammzellquelle und Blutserum wird als Medium für Zellkulturen gebraucht.

Prof. Dr. Hinnak Northoff ist Ärztlicher Direktor des ZKT (Zentrum für Klinische Transfusionsmedizin gGmbH), einer 75-prozentigen Tochter des DRK, und des IKET (Institut für Klinische und Experimentelle Transfusionsmedizin), einem Institut des UKT. Er erklärt die zentrale Rolle der Transfusionsmedizin für regenerative Projekte am UKT und generell für die klinische Anwendung und Forschung: "Als Blutbank sind wir - neben der Bereitstellung der 'klassischen' Blutprodukte wie Erythrozyten- und Thrombozytenkonzentraten sowie Plasma - für die Lieferung von Serum und Buffy Coats, dem Konzentrat aus Leukozyten und Thrombozyten, zuständig. Außerdem sind wir für die umliegenden Institute und Kliniken ein wichtiger Lieferant für GMP-Technologie." Das ZKT/IKET verfügt über Reinsträume, in denen nach den hohen internationalen GMP-Standards (Good Manufacturing Practice) gearbeitet wird.

ZKT/IKET will GMP-Bereich ausbauen

Die räumlichen Ressourcen und die GMP-Expertise des ZKT/IKET machen die Transfusionsmedizin in Tübingen zu einem wichtigen Kooperationspartner. Die Anfragen nehmen derart zu, dass die Kapazitäten wohl bald an ihre Grenzen stoßen. "Für die Zukunft wird es sehr notwendig sein, die GMP-Facilities weiter auszubauen und eine zentrale GMP-Einheit am Universitätsklinikum zu schaffen. Wir hoffen, dass uns das Land dabei unterstützt, diese wichtige Investition in die Zukunft leisten zu können", sagt Northoff.

Er hat mit seinem Team schon früh auf GMP-Standards gesetzt. Ein Ergebnis dieser Weitsicht ist die bundesweit erste Herstellungserlaubnis für Pankreas-Inselzellen. Sie kommen bei Patienten zum Einsatz, bei denen die etablierten Verfahren der Transplantation nicht in Frage kommen. "Die Herstellung der Inselzellen erfordert eine aufwendige Bearbeitung im GMP-Labor. Um das zu ermöglichen, haben wir viel Zeit, Geld und Ausrüstung investiert", so Northoff. Dr. Marc Waidmann leitet die Arbeiten am ZKT und kooperiert dabei eng mit dem Team von Prof. Dr. Alfred Königsrainer an der Universitätsklinik für Allgemeine, Viszeral- und Transplantationschirurgie. Die Tübinger Chirurgen sind die ersten, die von den in vitroi präparierten Pankreas-Inselzellen profitieren, aber auch andere Transplantationszentren können vom ZKT Zellmaterial beziehen.

Blutserum für regenerative Therapien

Auch Blutserum aus Tübinger "Produktion" ist sehr gefragt, zum Beispiel für die immer häufiger angewandten regenerativen Zelltherapien. Für Blutserum wurde ebenfalls vor kurzem eine Herstellungserlaubnis erteilt. Das Serum wird zur Herstellung von Medien benötigt, in denen die Zellen gezüchtet und die direkt in den menschlichen Körper eingebracht werden. "Begehrt sind vor allem gepoolte Seren von verschiedenen Patienten gleicher Blutgruppen. Sie werden auch im Rahmen eines individuellen Heilplans eingesetzt", erklärt Northoff. Die Seren werden aus Vollblutspenden unter GMP-Bedingungen hergestellt, durchlaufen wie humanes Blutplasma eine Quarantäne und werden dann innerhalb des UKT, aber auch nach außen zur klinischen Anwendung weitergegeben.

Stammzellforschung wird ausgedehnt

Seit etwa anderthalb Jahren verfolgen Northoff und seine Mitarbeiter ehrgeizige eigene Forschungsprojekte mit mesenchymalen Stammzellen (MSC). Die Bedingungen am IKET sind dafür optimal, sowohl was die Ausrüstung und Technologie angeht als auch das Know-how im Umgang mit Blut und seinen Bestandteilen.

Mesenchymale Stammzelle nach Markierung mit Eisenpartikeln (Elektronenmikroskopie) (Foto: Prof. Dr. Wolburg, Institut für Pathologie, UKT)

Mesenchymale Stammzelle nach Markierung mit Eisenpartikeln (Elektronenmikroskopie) (Foto: Prof. Dr. Wolburg, Institut für Pathologie, UKT)

Dr. Richard Schäfer (Foto: privat)

Dr. Richard Schäfer (Foto: privat)

Dr. Richard Schäfer leitet das Mesenchymale Stammzell-Labor des IKET. Die aktuellen Projekte lassen sich in drei Schwerpunkte gliedern. Einer davon ist die Analyse der Differenzierungsfähigkeit von MSC. "Das Pflichtprogramm ist die Differenzierung zu Fett-, Knochen- und Knorpelzellen. Als Kür kam dann die Differenzierung zu Herzmuskelzellen hinzu", sagt Schäer. Auch die Differenzierung zu anderen Muskelzellen wird untersucht. Dahinter steht die Hoffnung, die Zellen eines Tages therapeutisch einsetzen zu können - etwa in der Urologie oder Kardiologie, um die Funktion des Harnblasen-Schließmuskels oder des Herzmuskels zu regenerieren. Die Auswahl der jeweils geeigneten Stammzellen ist dabei eine der großen Herausforderungen. Die MSC bilden eine sehr heterogene Familie, für deren Mitglieder es kaum spezifische Marker gibt.

Entsprechend schwierig ist die Charakterisierung der MSC - der zweite Schwerpunkt regenerationsmedizinischer Projekte am IKET. Das Team um Schäfer arbeitet dabei intensiv mit der Universitätsklinik für Herz-, Thorax- und Gefäßchirurgie zusammen. Hierbei wurden erstmals Aptamere gegen MSC entwickelt. In einem gemeinsamen Projekt untersuchen die Wissenschaftler den Nutzen von Aptameren bei der Isolation, Charakterisierung und Differenzierung von MSC. Aptamere sind dreidimensional gefaltete Oligonukleotide, die bestimmte Zellen erkennen. Sie können biochemisch modifiziert und gut auf Oberflächen immobilisiert werden, was ihre potentiellen Einsatzmöglichkeiten ausweitet.

Wo sind sie, wo bleiben sie, was bleibt übrig?

In einem dritten Forschungsschwerpunkt befasst sich das Team um Schäfer mit dem Schicksal der MSC im Organismus. Um in den Körper von außen eingebrachte Stammzellen auffindbar zu machen, müssen sie mit detektierbaren Markern versehen werden. Die am besten geeigneten Marker zu finden, ist Ziel einer Kooperation mit der Gruppe von PD Dr. Jakub Wiskirchen von der Abteilung für Radiologische Diagnostik am UKT.

In der gemeinsamen Arbeitsgruppe MSCI (molecular stem cell imaging) werden Markierungen für mesenchymale Stammzellen evaluiert, im Rahmen der Bildgebung und mithilfe zellbiologischer Verfahren analysiert. Als Marker werden hauptsächlich Eisenpartikel eingesetzt, weil sie bei bildgebenden Verfahren wie der Magnetresonanz-Tomographie (MRT) besonders gut zu detektieren sind. Unter anderem wird untersucht, ob und wie eine Markierung das Wandern und Ansiedeln sowie die Biologie der Stammzellen beeinflusst. "Wir haben Hinweise, dass die Eisenpartikel zumindest in vitro einen gewissen Einfluss auf das Oberflächenprofil der Stammzellen haben", verrät Schäfer. Was dies für die weitere Forschung und Anwendung bedeutet, ist nun Gegenstand weiterer Untersuchungen.

leh - 29.11.06
© BIOPRO Baden-Württemberg GmbH, Erstveröffentlichung unter www.bio-pro.de<, dem Biotech/Life Sciences Portal des Landes Baden-Württemberg. Alle Rechte vorbehalten.

Weitere Informationen:

Universitätsklinikum Tübingen
Zentrum für Klinische Transfusionsmedizin (ZKT) gGmbH
Institut für Klinische und Experimentelle Transfusionsmedizin (IKET)

Prof. Dr. Hinnak Northoff (Ärztlicher Direktor)
hinnak [dot] northoff [at] med [dot] uni-tuebingen [dot] de
Dr. Richard Schäfer
richard [dot] schaefer [at] med [dot] uni-tuebingen [dot] de
Otfried-Müller-Str. 4/1
72076 Tübingen

Tel.: 07071 29-81601
Fax: 07071 29-5040