Zelltherapie für Knorpelregeneration wird auf Plattform für 3D-Gewebe-Engineering mit um Hyaluronsäure angereicherten Chondrozyten gefördert
(09.03.2021, Pharma-Zeitung.de) TOKIO, Japan - Copyright by Business Wire - GN Corporation
ACI- und MACI-Behandlungen könnten dank des von der Edogawa-Klinik in Tokio entwickelten ersten Verfahrens dieser Art verbessert werden
Regenerationstherapien zur Behandlung von Verletzungen des Kniegelenks werden mit einer bahnbrechenden Technologie gefördert, bei der ideale Arten von Knorpelzellen wie Chondroprogenitoren und mesenchymale Stammzellen gezüchtet werden, die mit Hyaluronsäure (Hyaluronic acid, HA) angereichert sind, berichtet Dr. Shojiro Katoh, Präsident der Edogawa-Klinik, in der Zeitschrift „The KNEE“ (https://doi.org/10.1016/j.knee.2021.02.019). Forscher am Edogawa Evolutionary Laboratory of Science (EELS) gelang diese Leistung mit einem 3D-Gerüst für Gewebetechnologie und ohne extern hinzugefügte HA oder Wachstumsfaktoren. Sie hoffen, dass durch diese Technologie die klinischen Ergebnisse von Behandlungen mit autologer Chondrozyten-Transplantation (Autologous Chondrocyte Implantation, ACI) und Matrix-assoziierter Transplantation (Matrix Assisted Chondrocyte Implantation, MACI) verbessert werden können.
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Edogawa Hospital team that accomplished a novel feat of regenerating osteoarthritis affected knee cartilage tissue through tissue engineering into clinically transplant-worthy chondrocytes enriched with hyaluronic acid, expressing chondroprogenitors; Sitting L>R: Dr. Shojiro Katoh (President), Dr. Masahiro Katoh (Chairman), Mr. Ryuzaburo Katoh (Director); Standing L>R; Other members of the team: Ms. Takako Fujisaki, Ms. Ayumi Mitsuhashi & Ms. Junko Tomioka. (Photo: Business Wire)
Für Anwendungen der regenerativen Medizin für die Reparatur von Gelenkknorpeln braucht man im aus den eigenen Gelenken der Patienten entnommene Chondrozyten, die dann im Labor angezüchtet werden. Danach erfolgt die Transplantation in den von der Erkrankung betroffenen Anteil. So kann der Knorpel im Rahmen von ACI- oder MACI-Verfahren wiederhergestellt, ersetzt, verjüngt oder regeneriert werden, wie sie von Orthopäden und Arthroskopie-Operateuren weltweit praktiziert werden. In der Laborumgebung wachsen die Chondrozyten häufig als Faserknorpel; jedoch ist Hyalinknorpel die ideale Art des benötigten Gewebes, das zur funktionellen Belastbarkeit des Gelenks beiträgt. Nachdem es das Wachstum von Hyalinknorpel in vitro (https://doi.org/10.1016/j.reth.2020.03.006) sowie dessen Effizienz in vivo beweisen konnte (https://doi.org/10.1016/j.jor.2017.01.003), konnte das EELS-Team jetzt auch beweisen, dass Stammzellen wie Progenitorzellen und mesenchymale Stammzellen, die im menschlichen Knorpel vorkommen, ohne künstliche Neuprogrammierung, tierische Proteine oder Feeder-Layer gezüchtet werden können (https://doi.org/10.1016/j.jor.2021.01.005).
Hyaluronsäure (HA) in der Matrix ist wesentlich für die Homöostase von Knorpel. Es wird zur Behandlung von Knorpelverletzungen in Kliniken und im Labor injiziert und aus externen Quellen zur Unterstützung der Chondrozytenkultur hinzugefügt. Im Gegensatz dazu nutzte Dr. Katohs Team ein Polymergerüst, mit dem von Chondrozyten ausgeschiedene HA zurückgehalten wird, um deren Wachstum als Gewebe zu verbessern. Ein höherer HA-Gehalt ist das Ergebnis. Dies ist ein weiterer Meilenstein der regenerativen Medizin: Es werden Chondrozyten produziert, die sich sehr gut für klinische Transplantationen mit dem Potential für bessere Heilung und zusätzliche Wirkung der bisherigen ACI- und MACI-Verfahren nach einer entsprechenden klinischen Validierung eignen.
Weitere Studien zu miRNA-140, einem weiteren wesentlichen Bestandteil von Knorpel, sowie zu den Anti-Aging-Möglichkeiten der Technologie laufen derzeit. Schwächende Gelenkerkrankungen, unter denen weltweit Millionen Menschen leiden, sollen in Zusammenarbeit mit EELS, JBM Inc und GN Corporation mit dieser Methode mit dem Namen „EELS-TALC“, (Enriched with Essentials and Lapped in Scaffold, Transplant-suitable Autologous Leveraged Chondrocytes, „angereichert mit wesentlichen Stoffen und integriert in ein Gerüst, für Transplantationen geeignet, autolog umgesetzt“) behandelt werden können.
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