Ein Wendepunkt in der Behandlung von Herzkrankheiten: Bio-Engineering von Blutgefäßen

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Forschende der Universität von Melbourne (Australien) haben eine effiziente, kostengünstige und leicht skalierbare Methode entwickelt, um Blutgefäße aus natürlichem Gewebe biotechnologisch herzustellen. Diese Entwicklung wird als bedeutender Fortschritt bei der Bekämpfung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen gelobt, die derzeit weltweit die Haupttodesursache darstellen.

Bedeutung der Blutgefäße für unser Leben

Die Rolle der Blutgefäße beim Transport von sauerstoff- und nährstoffreichem Blut zu den verschiedenen Teilen des Körpers und bei der Beseitigung von Giftstoffen macht sie für die Aufrechterhaltung des Lebens unerlässlich. Daher können Erkrankungen oder Funktionsstörungen der Blutgefäße zu tödlichen Komplikationen wie Schlaganfällen, Herzinfarkten und Aneurysmen führen.

Wenn Blutgefäße geschädigt sind, besteht die Behandlung derzeit häufig in einer Bypass-Operation, bei der nicht-biologische Transplantate verwendet werden, die in der Regel aus synthetischen Polymeren bestehen. Doch nicht in allen Fällen können solche Operationen durchgeführt werden, vor allem nicht bei kleineren Blutgefäßen wie der Koronararterie. Bei kleineren Arterien ist es wahrscheinlicher, dass das Blut auf der Oberfläche des synthetischen Transplantats gerinnt, was zu einer Verstopfung führen kann. Als alternative Lösung kann ein weniger kritisches Blutgefäß aus anderen Körperteilen entfernt werden, um das Blut um das kranke Gefäß herumzuleiten.

Aktuelle Herausforderungen bei der Ersetzung von Blutgefäßen

Synthetische Transplantate bringen jedoch ihre eigenen Herausforderungen mit sich. Darüber hinaus haben einige Patient:innen möglicherweise nicht genügend Spendergefäße zur Verfügung, insbesondere diejenigen, die sich zuvor einer Bypass-Operation unterzogen haben oder die mit anderen gesundheitlichen Problemen wie Diabetes zu kämpfen haben.

Daher arbeiteten Forscher:innen an der Entwicklung von gewebegefertigten Blutgefäßen als mögliche Behandlungsalternative. Das war zwar vielversprechend, aber ein teures und langwieriges Verfahren, da sie spezielle und teure Geräte wie Bioreaktoren benötigten.

Neues Modell für Blutgefäße Bioengineering

Das Forscherteam der University of Melbourne hat sich jedoch verschiedene Materialien und Fertigungstechnologien zunutze gemacht, um gewebegeformte Blutgefäße kostengünstiger und schneller zu produzieren.

“Wir sind jetzt in der Lage, Blutgefäße schnell und kostengünstig aus lebendem Gewebe herzustellen, das geeignete mechanische Eigenschaften besitzt und die zelluläre Ausrichtung der innersten Schicht der Blutgefäße widerspiegelt”, erklärte Andrea O’Connor, Professorin am Department of Biomedical Engineering der Universität Melbourne und Co-Forscherin der Studie.

Aufgrund der Ergebnisse dieser Studie sind die Forschenden optimistisch, was die zukünftige Behandlung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen angeht. O’Connor führt weiter aus: “Obwohl die manipulierten Blutgefäße noch nicht für die Bypass-Operation geeignet sind, stellen die Entdeckungen einen bedeutenden Fortschritt im Bereich des Tissue Engineering dar.”

Der Erfolg der von den Forschenden der University of Melbourne durchgeführten Studie ist ein Hoffnungsschimmer für Millionen von Menschen, die weltweit von Herz-Kreislauf-Erkrankungen betroffen sind. Die neu entwickelte Methode des Bioengineering von Blutgefäßen ist nicht nur effizient, sondern auch erschwinglich. Obwohl diese künstlich hergestellten Blutgefäße derzeit nicht für Bypass-Operationen geeignet sind, lässt der bedeutende Sprung im Tissue Engineering die Zukunft für kardiovaskuläre Behandlungen vielversprechend erscheinen.

• Alkazemi, H., et al. (2023). Spontaneous Orthogonal Alignment of Smooth Muscle Cells and Endothelial Cells Captures Native Blood Vessel Morphology in Tissue-Engineered Vascular Grafts. ACS Applied Materials & Interfaces. 15 (29), 34631-34641
• Wright, K. (2023). Verfügbar unter: Novel method for creating blood vessels to treat cardiovascular diseases.