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Biotechnik: Nanopartikel verbessern Stammzelltherapie

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Die therapeutischen Möglichkeiten von Stammzellen lassen sich per Nanotechnik optimieren: Wissenschaftler aus Russland, Korea und den USA schleusten über Nanopartikel ein Gen ein, das die Blutversorgung der Stammzellen sicherstellte.

Stammzellen gelten als Hoffnungsträger der Medizin, da mit ihnen zerstörtes Gewebe regeneriert werden kann. Etliche Ansätze scheiterten jedoch, da die Stammzellen nicht ausreichend mit Blut versorgt werden. Deshalb setzen Forscher Viren ein, die das Gen für den Wachstumsfaktor VEGF (vascular endothelial growth factor) an Ort und Stelle einschleusen und die Blutgefäßbildung anregen sollen.

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Stammzelltherapie mit Nanopartikeln | Ohne Nanopartikel zeigt die Stammzelltherapie nur eine geringe Effektivität: Ein geschädigtes Hinterbein einer Maus regeneriert sich auf Grund schlechter Blutversorgung nur unvollständig (links).
Mit Nanopartikeln, die das Gen für den Wachstumsfaktor VEGF tragen, entsteht dagegen mit Hilfe eingeschleuster Stammzellen ein fast vollständiges Bein (rechts).
Die viralen Transportvehikel arbeiten jedoch nicht immer effizient und können unerwünschte Nebenwirkungen auslösen. Das Team um Daniel Anderson vom David Koch Institute for Integrative Cancer Research des Massachusetts Institute of Technology im amerikanischen Cambridge setzte daher auf Poly-beta-Aminoester – ein Polymer, das mit DNA zu Nanopartikeln kondensiert und als biologisch abbaubar gilt.

Die Forscher injizierten nun Mäusen mit geschädigten Hinterbeinen mesenchymale und embryonale Stammzellen des Menschen. Die Tiere verfügten selbst auf Grund von geschädigtem Knochenmark über keine eigenen Stammzellen. Gleichzeitig verabreichten die Forscher die mit dem Gen für VEGF beladenen Nanopartikel.

Tatsächlich zeigte das behandelte Gewebe nach zwei Wochen eine bis zu vierfach höhere Blutgefäßdichte als der Kontrollansatz ohne Nanoteilchen. Die bessere Durchblutung hielt auch vier Wochen nach der Behandlung an. Die Forscher betonen jedoch, dass weitere Experimente nötig sind, bevor ihre Methode auch beim Menschen getestet werden kann. (aj)

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  • Quellen
Yang, F. et al.: Genetic engineering of human stem cells for enhanced angiogenesis using biodegradable polymeric nanoparticles. In: Proceedings of the National Academy of Sciences 10.1073/pnas.0905432106, 2009.

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