TISSUE ENGINEERING

Selbst Haut mit Leberflecken lässt sich züchten

von Elke Wolf, Saarbrücken 

Viele Tierversuche könnten bald der Vergangenheit angehören - wenn die Methode Schule macht, die ein Forscherteam der Firma Skinethic aus Nizza entwickelt hat. Die Wissenschaftler haben ein Prozedere ausgeklügelt, mit dem sie menschliches Ersatzgewebe in industriellem Umfang herstellen können. Dr. Bart De Wever, Entwicklungsleiter bei Skinethic, präsentierte Pharmaziestudenten in einem Vortrag an der Universität des Saarlandes, was damit alles möglich ist.

Die Forschergruppe um den Österreicher Dr. Martin Rosdy ist in der Lage, viele unterschiedliche menschliche Zellen zu kultivieren. So werden nach standardisiertem und "absolut reproduzierbarem Verfahren" epidermales und epitheliales Gewebe gewonnen, letzteres in Form von Mundschleimhaut, kornealen Zellen des Auges, Lungen-, ösophagealen und vaginalen Zellen, sagte De Wever. Epidermisgewebe kann zudem mit und ohne Melanozyten hergestellt werden, selbst verschiedene Phototypen der Haut wurden entwickelt. "Wir können die künstliche Haut auf Wunsch auch stark pigmentiert, mit Leberflecken herstellen. Und in der Entwicklung sind auch pathophysiologische Modelle, beispielsweise Psoriasis-Haut, bei der man für eine Hyperproliferation der Keratinozyten und verstärkt für Entzündungsfaktoren gesorgt hat."

Das ist für die Pharma- und Kosmetikindustrie von Interesse. Müssen doch neue Arzneistoffe oder innovative Kosmetika auf Wirksamkeit und Verträglichkeit getestet werden, bevor sie auf den Markt kommen. Um die Reaktion von lebendem Gewebe richtig einzuschätzen, werden dafür häufig Tierversuche gemacht. "Das führt oft zu einem ethischen Dilemma. Außerdem verlangt der Verbraucher zunehmend Produkte, die ohne Tierversuche entwickelt werden. Mit diesem Verfahren können Tierversuche der Vergangenheit angehören", merkte Professor Dr. Claus-Michael Lehr, Universität des Saarlandes, an.

Das Know-how bleibt geheim

Wie das künstliche Gewebe tatsächlich produziert wird, war De Wever bis auf Rahmenbedingungen nicht zu entlocken. Schließlich setzt die Firma in erster Linie auf Know-how und weniger auf Patente. Denn die wären nach einer gewissen Zeit abgelaufen. Skinethic arbeitet mit einer halb-automatischen, biologisch und chemisch standardisierten Technik. Epidermales Gewebe wächst zum Beispiel in 14 Tagen in serumfreier Kultur heran; anstatt auf einer Dermis wächst das Gewebe auf einem Polycarbonatfilter dreidimensional. Dann verschickt Skinethic das Gewebe innerhalb von 24 bis 48 Stunden zum Auftraggeber, der die erforderlichen Versuche macht. Skinethic produziert zwischen 1000 und 10.000 Gewebestücke in der Woche. Derzeit gehen 65 Prozent an pharmazeutische Hersteller, der Rest an Kosmetikfirmen. Unternehmen, die diese künstlichen Gewebe zum Teil schon nutzen, sind Novartis, Galderma, Johnson & Johnson, 3M Medica, Henkel, Avon oder Clarins.

Dass es sich um physiologisch aktives Gewebe handelt, beweisen nach De Wever relevante Marker wie bestimmte Collagene oder Integrine, die im epidermalen Ersatzgewebe gefunden wurden. Außerdem seien physiologische Mengen beispielsweise an Ceramiden oder Fettsäuren nachweisbar. Trägt man Arzneistoffe wie Theophyllin, Benzoesäure oder Acetylsalicylsäure auf, ergebe sich eine lineare In-vivo-/In-vitro-Korrelation. Topisch auf das künstliche Hautgewebe aufgetragenes Testosteron setze den Metabolismus über die 5a-Reduktase in Gang, Dihydrotestosteron werde produziert. Diese Ergebnisse seien im Gegensatz beispielsweise zu solchen mit Maushaut sehr gut reproduzierbar.

"Unser Epidermisgewebe wird derzeit hauptsächlich eingesetzt, um das hautreizende Potenzial von Substanzen auszuloten", informierte De Wever. Dazu trägt man den Wirkstoff in einer topischen Formulierung im Vergleich zu Irritantien auf das Gewebe auf und untersucht in definierten Zeitabständen die Freisetzung von Entzündungsfaktoren wie Interleukin 1 (Il 1) und Il 8. Wirkstoffe wie Calcipotriol oder Retanyl haben die Lebensfähigkeit des Gewebes nicht beeinflusst. Anders sah es mit verschiedenen Irritantien aus. Die Interleukin-Konzentrationen schnellten in die Höhe. De Wever bezeichnete dies als elegante Methode, um Tierversuche einzusparen. Zudem seien Tests mit den künstlichen Geweben billiger und weniger zeitaufwändig.

Darreichungsformen im Test

Welchen Einfluss unterschiedliche topische Darreichungsformen auf das Zellgewebe haben, präsentierte De Wever anhand kultivierter Vaginalschleimhaut. Trägt man das Spermizid Monoxynol-9 in Form von Ovula oder als Film auf das Gewebe auf, irritieren die Ovula die Schleimhaut. Vermutlich weil die Substanz konzentriert an einer Stelle auf die Mucosa einwirkt, werden die Zellen deformiert.

Mundschleimhaut wird nach den Ausführungen De Wevers zum Beispiel dazu benutzt, um den antientzündlichen Effekt von Zahnpasten zu testen. So stellte sich heraus, dass Zahncremes mit Natriumlaurylsulfat die Mundschleimhaut stark irritieren. Große Hoffnung setzt De Wever auf die Möglichkeiten, die sich mit gezüchtetem cornealen Augenepithel bieten. "Unser Augen-Irritationstest von Sonnencremes oder anderen Topika ist physiologischer und spiegelt In-vivo-Verhältnisse eher wider als der Draize-Augentest oder der Hühnerei-Test." Derzeit laufe dazu ein großer Ringversuch bei den Firmen Janssen, Pfizer, Novartis und Skinethic.

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