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Chitosan Scaffold lässt Stammzellen wachsen

Wissenschaftler der University of Washington in Seattle, USA entwerfen eine vielversprechende, neuartige  dreidimensionale Wachstumsgrundlage für Stammzellen. Hauptinhaltsstoffe sind Chitosan und Alginat.

Embryonale Stammzellen sind der Hoffnungsträger der medizinischen Forschung. Ziel ist es, sie zu kultivieren und aus den gewonnenen Stammzellen neue Zellen oder gar Gewebe und Organe zu gewinnen. Dazu werden Stammzellen in großen Mengen benötigt. Bisher scheitert die Stammzellen- "Massenproduktion" jedoch an passendem Aufwuchsmaterial und Wachstumsmedien. Diese sind z.T. durch tierische Nebenprodukte kontaminiert oder die Stammzellen wachsen nicht im gewünschten Maß.

Um die Forschung  voran zu treiben, müssen also Stammzellen in größeren Maßstäben generiert werden. Deshalb wird derzeit stark an möglichen neuartigen Wachstumsgrundlagen geforscht.

In diesem Sinne entwickelten Prof. Zhang und seine Kollegen einen dreidimensionalen Scaffold aus Chitosan und Alginat. Chitosan ist ein natürliches, biologisch abbaubares, positiv geladenes Polymer. Alginat, das den Gegenpart im Zusammenspiel mit Chitosan einnimmt, ist ebenfalls ein natürliches Material und besitzt negativ geladedene Gruppen. Die 3D-Matrix der Verbindung ähnelt der extrazellulären Matrix, der natürlichen Umgebung der Zellen im menschlichen Körper und ermöglicht eine gute Bindung der Stammzellen. Die Wissenschaftler erzielten nicht nur oberflächlich sondern auch im Inneren der Matrix eine hohe Wachstumsrate der Zellen. Mithilfe einer milden Lösung können die Stammzellen auch aus der Matrix gelöst werden.

Außerdem wurden bei den Chitosan-Alginat-Scaffolds, anders als bei den bisherigen Wachstumsgrundlagen auf tierischer Basis, keine schädlichen Kontaminationen festgestellt, die ein mögliches Abstoßungsrisiko bei der späteren Anwendung im Körper darstellen könnten. Es können also saubere und einsatzfähige Stammzellen kultiviert werden.

Dieses Verfahren könnte die Grundlage für eine „Massenproduktion“ von Stammzellen darstellen.  Alternativ, so die Wissenschaftler, wäre aufgrund der biologisch abbaubaren Eigenschaften der Scaffolds auch die direkte Verpflanzung in den Körper an die betreffende Stelle vorstellbar.

Mit dieser Entwicklung ist ein großer Schritt in der medizinischen Forschung gelungen. Wir von HMC+ freuen uns auf weitere Neuigkeiten aus der Arbeitsgruppe von Prof. Zhang und ihren Kollegen.

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Quelle: Hannah Hicky.

Paper: Li, Z.; Leung, M.; Hopper, R.; Ellenbogen, R.; Zhang, M.:Feeder-free self-renewal of human embryonic stem cells in 3D porous natural polymer scaffolds. Biomaterials: 2010 (31/3), 404-412.

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