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Morbus Hirschsprung: biologische und klinische Grundlagen für Zelltherapie

Morbus Hirschsprung - eine angeborene Erkrankung des Nervensystems im Darm - verursacht lebensbedrohliche Darmstörungen. Das neueste, vom Zentrum für Regenerationsbiologie und Regenerative Medizin (ZRM) koordinierte Forschungsprojekt bereitet den Boden für eine neuartige Zelltherapie. Das Projekt wird in Kooperation mit dem NMI in Reutlingen bearbeitet und vom BMBF mit einer Förderung in Millionenhöhe unterstützt.

Der Magen-Darm-Trakt besitzt ein eigenes Nervensystem mit etwa 100 Millionen Zellen. Dieses sogenannte enterische Nervensystem wird aufgrund seiner Komplexität auch als „Bauchgehirn“ bezeichnet. Es reguliert die Magen-Darm-Tätigkeit und nimmt Einfluss auf das körpereigene Immunsystem. In neuesten wissenschaftlichen Studien konnte in Tübingen erstmals nachgewiesen werden, dass sich sowohl bei Kindern als auch bei Erwachsenen unreife neurale Vorläuferzellen im Darm befinden, die sich in der Zellkultur vermehren und zu funktionsfähigen Nervenzellen des „Bauchgehirns“ differenzieren lassen.

Immunfluoreszenz-Aufnahme des Darm-Nervensystems der Maus. Die rot fluoreszierenden Nervenzellen bilden ein komplexes Netzwerk in der Darmwand. © Anatomisches Institut, Tübingen

Diese Erkenntnisse bilden die Grundlage, um neue zelltherapeutische Verfahren zu entwickeln, die in Zukunft die Behandlung von Erkrankungen des enterischen Nervensystems ermöglichen sollen.

Morbus Hirschsprung, nach dem dänischen Kinderarzt Harald Hirschsprung benannt, ist eine angeborene Erkrankung des „Bauchgehirns“, bei der Nervenzellen in bestimmten Darmabschnitten, vor allem des Dickdarms, fehlen. Von etwa 5.000 Neugeborenen ist ein Kind betroffen. Die Folgen sind schwere Störungen der Darmbewegung und damit der Weiterleitung des Stuhls. Die Symptome reichen von schwerster Verstopfung bis zu lebensbedrohlichem Darmverschluss und Darmdurchbruch.

Mikroskopische Aufnahme von grün fluoreszierenden Zellen des menschlichen Darm-Nervensystems. Die Zellkerne aller Darmzellen fluoreszieren blau. © Anatomisches Institut, Tübingen

In einem Kooperationsprojekt des ZRM, an dem Forscher der Universität Tübingen, des Naturwissenschaftlichen und Medizinischen Instituts (NMI) Reutlingen, der Kinderchirurgie am Universitätsklinikum Tübingen (UKT) und der Naturin Viscofan GmbH als Industrie-Partner beteiligt sind, werden die biologischen und klinischen Grundlagen für eine zukünftige Zelltherapie bei Morbus Hirschsprung erforscht. Durch diese Arbeiten können darüber hinaus Erkenntnisse für andere, verwandte neuronale Krankheiten gewonnen werden.
Dieses Projekt hat auch das Bundesforschungsministerium überzeugt: Das BMBF fördert das Tübinger Forschungsvorhaben im Programm "Zellbasierte, regenerative Medizin" für drei Jahre mit rund 1,1 Millionen Euro. Die Fördergelder ermöglichen es den Kooperationspartnern, ihre Forschung auf eine breite solide Basis zu stellen.

Zunächst müssen die neuralen Stamm- und Vorläuferzellen aus Darmgewebe isoliert und anschließend genauestens mit molekularbiologischen Methoden analysiert werden, um ihr Entwicklungs- und Therapie-Potenzial zu untersuchen. Diese Arbeiten werden vom Forscherteam um dem Projektinitiator und Koordinator Priv.-Doz. Dr. Lothar Just vom Anatomischen Institut der Uni Tübingen gemeinsam mit der Arbeitsgruppe um Dr. Florian Obermayr aus der Kinderchirurgie des UKT durchgeführt. Daneben steht die Entwicklung eines Tiermodells im Vordergrund, an dem die Transplantation der Zellen erprobt und die Integration von Nervengewebe in die betroffene Darmregion untersucht wird.

Um die Funktionalität der gezüchteten Nervenzellen beurteilen zu können, ist zusätzlich eine ausgiebige Analyse der Ionenkanaleigenschaften und der elektrischen Kommunikation dieser Zellen notwendig. Die Analysen werden vergleichend an geeigneten Tiermodellen und menschlichem Gewebe vorgenommen, um eine optimale Differenzierung der elektrischen Eigenschaften der Stamm- und Vorläuferzellen zu erreichen. Die Elektrophysiologie-Expertin Prof. Dr. Elke Guenther am NMI Reutlingen führt mit ihrem Team diese wichtigen Untersuchungen durch.

Für die erfolgreiche Transplantation der Zellen wird auch ein geeignetes biokompatibles Trägermaterial benötigt. Das ist ein Fall für den Weinheimer Kollagenverarbeiter Naturin Viscofan GmbH. Dessen Geschäftsbereich Viscofan BioEngineering hat sich auf die Herstellung von Kollagenprodukten für die zellbiologische Forschung und die Medizin spezialisiert. Im Rahmen des BMBF-geförderten Kooperationsprojekts wird er als Industriepartner in enger Zusammenarbeit mit den Tübinger Forschern speziell modifizierte Zellträger bereitstellen.

Seiten-Adresse: https://www.gesundheitsindustrie-bw.de/de/fachbeitrag/pm/morbus-hirschsprung-biologische-und-klinische-grundlagen-fuer-zelltherapie/