Wenn Gewebe im Körper nicht mehr richtig heilt, bleibt es oft nicht bei einer einzelnen Wunde. Chronische Entzündungen, offene Stellen an den Beinen oder Schäden nach Eingriffen können sich lange hinziehen. Besonders bei Diabetes geraten Heilungsprozesse leicht aus dem Takt. Dann baut der Körper geschädigte Strukturen nicht mehr stabil neu auf. Stattdessen geht weitere Substanz verloren. Ein Forschungsteam der Universität des Saarlandes hat nun ein Hydrogel entwickelt, das die Wundheilung direkt im betroffenen Gewebe unterstützen soll.
Das Material hält einen körpereigenen Schutzstoff fest und gibt ihn langsam wieder ab. So soll der Wirkstoff dort bleiben, wo Gewebeabbau ein Problem ist, statt sich im ganzen Körper zu verteilen. Die Wissenschaftler veröffentlichten die Ergebnisse zusammen mit Partnern im Fachjournal Bioactive Materials.
Hydrogel stärkt die Wundheilung im Gewebe
Im Körper laufen Aufbau und Abbau von Gewebe ständig parallel. Normalerweise bleibt dieses Gleichgewicht stabil. Bei manchen Krankheiten klappt das nicht mehr. Dann werden Strukturen abgebaut, obwohl sie eigentlich repariert werden müssten. Das gilt etwa für chronische Wunden bei Diabetes, für bestimmte Herz-Kreislauf-Erkrankungen und für Probleme nach zahnmedizinischen Versorgungen.
Das neue Material ahmt Teile der natürlichen Umgebung von Gewebe nach. Es besteht aus einer Gelatinebasis und aus chemisch veränderten langen Zuckerketten. Solche Moleküle kommen im Körper natürlicherweise vor. Sie helfen dort, wichtige Botenstoffe zu binden und zu stabilisieren. In das Hydrogel eingebaut wurde TIMP-3. Dieses Eiweiß wirkt wie eine natürliche Bremse für Enzyme, die Gewebe abbauen.
Sandra Rother von der Universität des Saarlandes beschreibt den Ansatz so: „Durch ihre Integration in das Hydrogel kann ein körpereigener Schutzfaktor gezielt lokal bereitgestellt werden.“ Gemeint ist TIMP-3. Der Stoff soll direkt am Ort der Schädigung wirken und dort länger verfügbar bleiben.
Schutzstoff bleibt lange im Gewebe
Das Material funktioniert als lokales Depot. Es speichert den Wirkstoff und setzt ihn nicht auf einmal frei. Das ist medizinisch relevant, weil viele Stoffe sonst zu schnell verschwinden oder an Stellen landen, an denen sie gar nicht gebraucht werden. „Das von uns neu entwickelte Material speichert TIMP-3 und gibt es über längere Zeit hinweg kontrolliert ab. So kann der Schutzmechanismus direkt im betroffenen Gewebe wirken, anstatt im gesamten Körper verteilt zu werden“, so Rother.
Das Gel setzte den Schutzstoff TIMP-3 nicht auf einmal frei, sondern gab ihn über bis zu vier Wochen nach und nach ab. Über zwei Wochen hinweg bremste dieser Stoff ein Enzym, das geschädigtes Gewebe weiter abbauen kann, um 40 bis 85 Prozent. Etwa die Hälfte des Wirkstoffs blieb zunächst im Gel gespeichert. Zudem bestand das Material zu rund 90 Prozent aus feinen Hohlräumen, was für seine Speicherfunktion wichtig ist.
Das von Sandra Rother und ihrem Team entwickelte Hydrogel speichert einen körpereigenen Schutzstoff und soll die Regeneration geschädigten Gewebes gezielt unterstützen. © Rother/Universität des Saarlandes
Gewebe bleibt besser erhalten
Die Forscher prüften das Hydrogel nicht nur im Labor. Sie testeten es auch an menschlichem Gewebe außerhalb des Körpers und in einem Mausmodell. Im ex-vivo-Hautmodell blieb mehr Kollagen erhalten, wenn TIMP-3 im Material enthalten war. Kollagen ist ein wichtiger Baustoff des Gewebes. Geht er verloren, wird die betroffene Stelle instabiler. Im Modell mit menschlichem Dentin verringerte der freigesetzte Schutzstoff ebenfalls den enzymatischen Abbau.
Auch im Tierversuch fiel das Ergebnis günstig aus. Acht Mäuse erhielten die Implantate unter die Haut. Nach 14 Tagen fanden sich rund um die sHAc-Variante, also die Gel-Version mit einer chemisch angepassten Hyaluronsäure, weniger Entzündungszellen. Gleichzeitig nahmen gefäß- und matrixbezogene Heilungssignale zu. Rother fasst das so zusammen: „In experimentellen Modellen konnten wir so eine Stabilisierung der Gewebestruktur nachweisen, eine reduzierte Entzündungsreaktion sowie eine gezielte Eindämmung krankhafter Abbauprozesse.“
Gel stärkt die natürliche Abwehr
Viele Heilungsprobleme entstehen nicht deshalb, weil dem Körper grundsätzlich Material fehlt. Häufig gerät die Steuerung aus dem Gleichgewicht. Dann arbeiten gewebsabbauende Enzyme zu stark. Das neue Gel verstärkt keinen fremden Mechanismus. Es nutzt einen körpereigenen Schutzfaktor und bringt ihn gezielt dorthin, wo er gebraucht wird.
Noch ist das keine Therapie für den Alltag. Klinische Studien mit Patienten fehlen. Auch zur langfristigen Sicherheit gibt es bisher keine Daten aus der Versorgungspraxis. Der Befund bleibt also präklinisch. Trotzdem zeigt die Arbeit einen klaren Weg. Ein Hydrogel könnte geschädigtes Gewebe dort stabilisieren, wo der Körper allein nicht mehr genug Schutz aufbaut.
Kurz zusammengefasst:
Das neue Hydrogel soll die Wundheilung unterstützen, indem es mit TIMP-3 einen körpereigenen Schutzstoff direkt im geschädigten Gewebe speichert und langsam abgibt.
In der Studie blieb der Wirkstoff bis zu 28 Tage verfügbar, hemmte gewebsabbauende Enzyme über 14 Tage um 40 bis 85 Prozent und verringerte den Matrixabbau in Haut-, Zahn- und Tiermodellen.
Der Ansatz ist bisher nur präklinisch belegt, zeigt aber einen vielversprechenden Weg, geschädigtes Gewebe gezielt vor weiterem Abbau zu schützen, ohne den ganzen Körper zu belasten.
Übrigens: Ähnlich wie das neue Hydrogel bei geschädigtem Gewebe setzt auch ein spezielles Zahngel auf gezielte Regeneration direkt am Ort des Schadens. Erste Tests deuten darauf hin, dass selbst angegriffener Zahnschmelz wieder nachwachsen könnte und Karies so früher gebremst würde. Mehr dazu in unserem Artikel.
Bild: © Freepik
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