Entwicklung eines GMP-konformen, biokompatiblen Hornhautstromagewebes zur Augenoberflächenrekonstruktion

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Dr. Christian Lotz; Dr. Sonja Mertsch; Professor Dr. Stephan Reichl; Professor Dr. Stefan Schrader
• Fachliche Zuordnung: Augenheilkunde
• Förderung: Förderung seit 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 280173526

Erkrankungen der Augenoberfläche sind die vierthäufigste Ursache für Erblindung weltweit. Die allogene Hornhauttransplantation sowie die Versorgung mittels einer Amnionmembran stellen die am häufigsten genutzten Behandlungsmethoden dar. Aktuell liegt jedoch weltweit eine Diskrepanz zwischen vorhandenem zu benötigtem Hornhautspendermaterial von 1:70 vor. Dies führt dazu, dass derzeitig etwa 12,7 Millionen Patienten auf eine Spenderkornea warten. Die geringe Gesamtzahl der Spender, aber auch die Einschränkungen der Qualität und der Standardisierbarkeit des Spendermaterials sowie Transplantatabstoßungen aufgrund von Immunreaktionen sind einige Gründe dafür. Der Bedarf an klinisch nutzbarem, alternativem Ersatzgewebe für die Augenoberflächenrekonstruktion ist größer denn je und von hoher klinischer Relevanz. Die Nutzung von Gewebe, welches aus humanen Zellen generiert und anschließend dezellularisiert wird, stellt hier einen vielversprechenden Ansatz da. Aufgrund der Möglichkeit, aus einer kleinen Gewebebiopsie eine hohe Anzahl von Zellen zu kultivieren, besteht für diesen Ansatz nahezu keine Einschränkung der Gewebeverfügbarkeit. Weiterhin ist es so zusätzlich möglich, einen direkt autologen Gewebeersatz aus patienteneigenem Material herzustellen und so eine mögliche Abstoßungsreaktion zu verhindern. In der vorangegangenen Machbarkeitsstudie konnte bereits gezeigt werden, dass die Generierung solcher Zellsheets, welche vielversprechende Eigenschaften hinsichtlich der Nutzbarkeit als Ersatzgewebe aufweisen, möglich ist. Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es daher, einen patientenindividuellen, transparenten und GMP-konformen Gewebeersatz als Alternative für die Amnionmembran zu generieren, welcher bei der Behandlung von Augenoberflächenerkrankungen eingesetzt werden kann. Dazu sollen die bereits erfolgreich etablierten und in vitro getesteten Matrices auf Basis von humanen kornealen Keratozyten in einem Mausmodell auf ihre Biokompatibilität untersucht werden. Des Weiteren werden durch Mikrostrukturierung die Substrate sowie die Kultivierungsbedingungen gezielt angepasst, um eine höhere Gewebedicke durch sogenanntes Stacking und eine verbesserte Transparenz durch ein gerichtetes Wachstum der Zellen in den Zellsheets in kürzerer Zeit zu erreichen. In Hinblick auf die Anwendung im Patienten wird ein Bioreaktorsystem so weiterentwickelt, dass eine standardisierte, GMP-konforme Generierung von kornealem Ersatzgewebe unter in vivo ähnlichen Bedingungen möglich ist.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr.-Ing. Jan Hansmann