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Selbstorganisierendes Chitosan-Nanofasergerüst zur Nervenregeneration

Verletzungen des peripheren Nervensystems können substanzielle motorische und sensorische Defizite hervorrufen. In der vorgestellten Studie werden selbst-assemblierende peptidbasierte Hydrogele in ein Chitosan-Nanofasergerüst injiziert und als artifizielles Nerventransplantat genutzt.

REPARATUR VON VERLETZUNGEN DES ISCHIASNERVS MIT EINEM SELBSTORGANISIERENDEN CHITOSAN-NANOFASERGERÜST

Shen X, Qu F, Pei Y, Lei S, Xia S, Liang J, Li S, Sun X and Liu L (2022) Repairing sciatic nerve injury with self-assembling peptide nanofiber scaffold-containing chitosan conduit. Front. Neurol. 13:867711. doi: 10.3389/fneur.2022.867711

Durch Verletzungen des peripheren Nervensystems kann es zu substanziellen motorischen und sensorischen Defiziten kommen. Während kleinere Verletzungen meist von selbst ausheilen, benötigen größere Schäden häufig Nerventransplantate zur Reparatur. Aktuell sind autologe Nerventransplantate der Goldstandard zur Behandlung peripherer Nervendefekte. Allerdings sind sie nur in einer limitieren Zahl verfügbar, häufig kommt es zur Morbidität der Empfängerstelle und das Risiko eines Neuroms steigt. Als Alternative gelten artifizielle Nerventransplantate, die aber bisher oft zu simpel sind um das Nervenwachstum gezielt zu fördern. Ideale Eigenschaften, die dafür erfüllt werden müssten sind eine gute Biokomptabilität und eine ausreichende Ähnlichkeit zur extrazellulären Matrix (EMC). In der medizinischen Forschung gelten daher selbst-assemblierende peptidbasierte Hydrogele (SAP) als aussichtsreiche Kandidaten für neuronales Tissue Engineering.

Vielversprechende Peptide sind RAD, IKVAV und KLT. RAD bzw. RADA16-I ist in der Lage unter physiologischen Bedingungen sehr stabile β-Faltblätter auszubilden, während IKVAV dem EMC-Protein Laminin ähnelt und die neuronale Adhäsion, Differenzierung und das Auswachsen von Neuriten fördert. KLT ist ein VEGF-ähnliches Peptid, dass ebenfalls in die VEGF-Rezeptoren binden kann. Dieses ist ein endothelialer Wachstumsfaktor, der eine polarisierte Vaskularisierung der Brückenregion auslöst.

In der präsentierten Studie werden zwei funktionalisierte SAPs RAD/KLT und RAD/IKVAV, sowie deren Hybrid RAD/KLT/IKVAV synthetisiert, charakterisiert und auf ihre Fähigkeiten zur neuronalen Regeneration in vitro an Schwannzellen (SCs) und in vivo an Ratten untersucht. In beiden Fällen wurde Chitosanrohre als Ersatz natürlicher Leitbahnen genutzt. Neben der guten Zytokomptabilität und Bioabbaubarkeit von Chitosan, fördern die Abbauprodukte, Chitosanoligosaccharide (COS), die Proliferation und das Wachstum von Zellen.

ERGEBNISSE

  • Alle drei Peptide wiesen eine typische β-Faltblattstruktur auf und bildeten unter physiologischen Bedingungen 3D-Nanofasergele im hohlen Lumen des Chitosanrohrs aus
  • Erfolgreiche Anheftung der SCs an der Oberfläche der Peptidgele mit guter Zellkomptabilität, deutlich positiver Effekt aus SC-Wachstum bei RAD/IKVAV und RAD/KLT/IKVAV, während RAD/KLT vergleichbar mit den unbehandelten Zellen war
  • In vivo: deutlich schnellere funktionelle Regeneration des Nervs bei RAD/KLT/IKVAV-Gruppe und Autograft im Vergleich zum hohlen Chitosanrohr, RAD/KLT und RAD/IKVAV
  • Histologische Analysen zeigten erhöhte axonale und SCs Regeneration in herbeigeführten Nervenverletzung bei Therapie mit RAD/KLT/IKVAV im Vergleich zu RAD/KLT und RAD/IKVAV
  • Bei Betrachten des betroffenen Muskels zeigte sich bei der Therapie mit RAD/KLT und RAD/IKVAV eine deutliche Verkümmerung, während beim Autograft und RAD/KLT/IKVAV nichts zu erkennen war

Zusammenfassung: In der präsentierten Studie wurden zwei Laminin bzw. VEGF ähnliche Peptide erfolgreich zu einem SAP synthetisiert. Das kombinierte Peptid RAD/KLT/IKVAV zeigte als Hydrogel in einem Chitosanrohr einen deutlich positiven Effekt bei der Nervenregeneration. Zudem förderte es die axonale Regeneration und Remyelisierung.

Link zum Artikel: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fneur.2022.867711/full

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Kongresse und Messen

Treffen Sie uns 2023 auf folgenden Messen:

  • EASO Winterschool 2023, Wittenberg, Deutschland, 15.02.-18.02.2023
  • EUCHIS 2023, Siglufjörður, Island, 11.-14.09.2023
  • EPNOE 2023, Graz, Österreich, 18.09.-22.09.2023
  • Asia Pacific Chitin and Chitosan Symposium 2023, Juju, Süd-Korea, 31.10.-03.11.2023

Zur Vereinbarung von Terminen, bitte kontaktieren Sie Frau Richter über sales(at)medical-chitosan.com

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News

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    Augenerkrankungen sind durch natürliche Faktoren wie der Blut-Augen-Barriere, Hornhaut oder dem Tränenfilm schwer zu behandeln. Helfen können dort polymerbasierte Nanopartikel u.a. aus Chitosan um den Wirkstofftransport zu verbessern. In diesem Artikel wollen wir Ihnen ein Review zu diesem Thema zusammenfassen.

  • Presseinformation mRNA-Wirkstoffe: Geschützt zur optimalen Wirkung

    Berlin, Halle, 16.03.2023: Seit Januar dieses Jahres wird im Projekt „Zielwirk“ eine neue Chitosan-Technologie zur effizienten Freisetzung von mRNA-Wirkstoffen entwickelt. Die Technologie soll dafür sorgen, dass Medikamente zur Behandlung schwerer Krankheiten besser vom Körper aufgenommen sowie verarbeitet werden können. Die beteiligten Projektpartner Heppe Medical Chitosan GmbH, FDX Fluid Dynamix GmbH, die Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg sowie das Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik (IPK) werden dabei vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) über drei Jahre mit sechs Millionen Euro gefördert.

  • Katja Richter im wissenschaftlichen Komitee der EUCHIS Konferenz 2023

    Wir freuen uns sehr zu verkünden, dass Katja Richter, CEO der Heppe Medical Chitosan GmbH, in das wissenschaftliche Komitee der EUCHIS 2023 berufen wurde. Die EUCHIS 2023, die internationale Konferenz der Europäischen Chitin-Gesellschaft (EUCHIS 2023) und die 15. Internationale Konferenz über Chitin und Chitosan (15. ICCC) wird vom 11. bis 14. September 2023 in Siglufjörður, Island, stattfinden.

  • HMC bei der ESAO Winterschool 2023 in Lutherstadt Wittenberg

    Vom 15.02. bis 18.02.2023 findet in Lutherstadt Wittenberg die ESAO Winterschool 2023 statt. Organisiert wird die Winterschool vom Fraunhofer Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen (IMWS) sowie der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg. Neben Experten und Expertinnen aus der Wissenschaft, werden wir, die Heppe Medical Chitosan GmbH, ebenfalls vertreten sein.

  • Arginin-Chitosan Nanopartikel für siRNA Transport

    Small interfering RNAs (siRNAs) können als in Gentherapien für z.B. Krebserkrankungen wie Leukämie genutzt werden. Allerdings ist die Anwendung dieser durch einen fehlenden, effizienten Wirkstofftransport limitiert. In der vorgestellten Studie wurde daher Chitosan mit Arginin zu Nanopartikeln funktionalisiert, mit siRNA beladen und deren Eigenschaften als siRNA-Vektor untersucht.

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