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Effizientere Medikamenten-Entwicklung: Algen beschleunigen das Wachstum von Stammzellen

Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Biomedizinische Technik IBMT in Sulzbach haben herausgefunden, dass eine chilenische Algenart bestens dazu geeignet ist pluripotente Stammzellen schnell züchten zu können. Stammzellen haben großes Potential sich in beliebige Körperzellen umwandeln zu können. Dabei lassen sich perfekte Modelle für verschiedene Krankheitsbilder erstellen an denen in der Folge neue Medikamente erforscht werden können. Die Stammzellen werden über das Stützskelett der Algen (Alginat) unter anderem mit Nährstoffen und auch Wirkstoffen versorgt. Die Umgebung der gelartigen und wasserhaltigen Masse simuliert ziemlich gut die im menschlichen Körper vorherrschenden Bedingungen, beste Voraussetzungen also für ein beschleunigtes Wachstum.

Stammzellen Algen

Zweistrom-Düsenanlage zur Herstellung von Alginat-kügelchen.
© Fraunhofer IBMT

Neuer Herstellungsprozess begünstigt das Wachstum stabil pluripotente Stammzellen

Um in Zukunft Medikamententests mit pluripotente Stammzellen in großen Mengen durchführen zu können, haben Wissenschaftler nun eine Lösung gefunden, die bisher eingesetzten Materialien aus Kunststoff langfristig zu ersetzen. Die Algen aus Chile sind dabei am geeignetsten Stammzellen innerhalb kurzer Zeit züchten zu können. Die Forscher haben in den letzten Jahren einen kontrollierten und dokumentierten Herstellungsprozess des für Alginat entwickelt. Dieser reicht von der Algenernte an chilenischen Küsten und im chilenischen Meer über die Herstellung des speziellen aufbereiteten und getrockneten Granulats bis zum Import und der Produktion des Alginats. Das Alginat besteht aus einem stark wässrigen Gel, das jedoch zähflüssiger als Honig ist. Die Forscher betonen, dass die Porengröße und auch die Elastizität des Alginats flexibel eingestellt werden können. Das ist durchaus praktisch um abweichende Tests mit verschiedenen Medikamenten reibungslos zu realisieren. Die Kulturen der pluripotenten Stammzellen werden am Institut im Saarland angelegt. „Im nächsten Jahr sind erste konkrete Versuche mit Partnern aus dem europäischen Verband der Pharmaunternehmen, EFPIA, geplant. Ziel ist es zu zeigen, dass wir mit dem Prozess stabil pluripotente Stammzellen produzieren können. Am Institut konnten wir das bereits für viele einzelne Stammzelllinien nachweisen“, so Prof. Dr. Heiko Zimmermann, Institutsleiter am IBMT.

Algen-Kügelchen ersetzen Petrischalen

Im Laufe der Verfahren stellte sich heraus, dass die Kombination zweier Algenarten am geeignetsten ist. Konkret handelt es sich dabei um Lessonia trabeculata und Lessonia nigrescens. Beide Algensorten wachsen an der Küste Chiles. Das Ernten der Algen wird strickt kontrolliert, hierfür wurden auch spezielle Lizenzen an chinesische Fischer verteilt. Es werden dann nur diejenigen Arten geerntet: „die sich für die Herstellung des Alginats eignen und nur so viel, dass eine nachhaltige Bewirtschaftung der chilenischen Küste ermöglicht wird.“ teilte uns das zuständige Institut mit.

Beeindruckend ist dabei, dass jedes einzelne 200 Mikrometer große Alginatkügelchen die Rolle einer gewöhnlichen Petrischale übernimmt. Das Alginat befähigt die Stammzellen dazu in drei bis sieben Tagen zu wachsen um sich dann in Behältern zu vermehren. „Die Alginatmengen in den Reaktoren lassen sich leicht erhöhen. Die Folge: Pluripotente Stammzellen wachsen auf weniger Raum und in größerer Zahl“, ergänzt Prof. Zimmermann.

Stammzellen sind wichtig für die Forschung

Stammzellen sind in der Lage in beliebige Körperzellen umgewandelt werden zu können, wie beispielsweise in Zellen innerer Organe. So entstehen gerade in sogenannten Biobanken viele tausende Stammzelllinien unterschiedlichster Patienten. Die Forscher und Mediziner erhalten dabei perfekte Modelle der genetischen Krankheiten der Menschen. Eine gute Grundlage für Mediziner und auch Pharmakonzerne neue Medikamente schneller und auch besser testen zu können.

1 Kommentar

  1. „…spezielle Lizenzen an chinesische Fischer verteilt.“ …und das vor der Küste Chiles !
    Haben die keine eigenen Fischer mehr, die Arbeit benötigen?

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