Ersatzteile für Sehnen lassen sich züchten

Marc Fernandez-Yague: Er sorgt für gesunde Sehnen (Foto: universityofgalway.ie)

Galway/Limerick (pte003/22.11.2024/06:10) - Forscher der University of Galway ( https://www.universityofgalway.ie/ ) und der University of Limerick ( https://www.ul.ie/ ) züchten mit Unterstützung der Elektrostimulation im Labor erstmals Sehnen. Diese könnten eines Tages womöglich als menschliche Ersatzteile dienen.

Sehnenschäden nur begrenzt heilbar

Sehnen halten starker mechanischer Beanspruchung stand und erleichtern gleichzeitig die Kraftübertragung von den Muskeln auf die Knochen. Bei Verletzungen heilen sie jedoch nur begrenzt, was oft zu chronischen Schmerzen und Behinderungen führt. Die Genesung von Sehnenverletzungen verläuft langsam und erfordert oft eine umfangreiche Rehabilitation, wodurch pro Verletzung fast zwei Monate an Arbeitstagen verloren gehen.

Die derzeitige regenerative Medizin zur Sehnenreparatur hat es bisher nicht geschafft, die natürliche Umgebung der Sehnenzellen wiederherzustellen. Allein in den USA waren 2023 fast eine halbe Mio. Vollzeitbeschäftigte von größeren Rissen oder traumatischen Verletzungen an Sehnen, Bändern und Muskeln betroffen.

Elektrische und mechanische Signale

Unter der Leitung von Marc Fernandez-Yague von der University of Galway hat sich das Team darauf konzentriert zu verstehen, wie elektrische und mechanische Signale zusammenwirken, um die Funktion von Sehnenzellen zu erhalten. Traditionell ist es äußerst schwierig, Sehnenzellen im Labor zu kultivieren, da sie schnell und irreversibel ihre sehnenähnlichen Funktionen verlieren, sobald sie vom Körper isoliert werden.

Um diese Herausforderungen zu bewältigen, hat das Team ein Zellkulturgerät entwickelt, ein piezoelektrischer Bioreaktor, der ähnlich wie das Trommelfell funktioniert und mechanische Schwingungen und elektrische Reize an die Sehnenzellen abgibt. Diese doppelte Stimulation bewirkt, dass die Zellen ihre gesunden, sehnenspezifischen Eigenschaften beibehalten, wenn sie im Labor vermehrt werden, sodass sie zur Gewebereparatur und -regeneration beitragen.

"Unser elektrisch-mechanisches Stimulationssystem liefert den Zellen die spezifischen Signale, die sie für eine erfolgreiche Steuerung ihrer Entwicklung benötigen, und bildet so die wichtigsten Umweltbedingungen nach, die bei der normalen Gewebebildung und -reparatur beobachtet werden", verdeutlicht Fernandez-Yague abschließend.

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