Alginat nennt man das St\u00fctzskelett der Algen. Fraunhofer-Wissenschaftler nutzen die gelartige Masse chilenischer Pflanzen als N\u00e4hrboden f\u00fcr Stammzellen: Porengr\u00f6\u00dfe und Elastizit\u00e4t des Alginats k\u00f6nnen flexibel eingestellt werden. Es transportiert Wirkstoffe und hat bessere optische Eigenschaften als Material aus Kunststoff.<\/p>\n
Die Pharmaindustrie ben\u00f6tigt f\u00fcr Medikamententests der Zukunft pluripotente Stammzellen in gro\u00dfen Mengen. Diese Stammzellen haben das Potenzial, sich in beliebige K\u00f6rperzellen umzuwandeln \u2013 zum Beispiel in Zellen der inneren Organe. In Biobanken entstehen gerade viele tausende Stammzelllinien unterschiedlichster Patienten. Mediziner erhalten dort perfekte Modelle der genetischen Krankheiten dieser Patienten. An den Stammzellen k\u00f6nnen \u00c4rzte und Pharmaunternehmen neue Medikamente besser und schneller als bisher testen.<\/p>\n
Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts f\u00fcr Biomedizinische Technik IBMT in Sulzbach haben Algen aus Chile als besonders effiziente N\u00e4hrquelle f\u00fcr die Vermehrung pluripotenter Stammzellen identifiziert. In den vergangenen Jahren haben sie einen kontrollierten und dokumentierten Herstellungsprozess f\u00fcr Alginat, das St\u00fctzger\u00fcst der Algen, entwickelt. Der Prozess reicht von der Ernte der Algen an chilenischen K\u00fcsten und im chilenischen Meer \u00fcber den Import der zum Granulat aufbereiteten und getrockneten Algen bis zur Produktion des Alginats und zur Verwendung in der Kultur pluripotenter Stammzellen am Institut im Saarland. Aktuell validieren britische Pharmafirmen den Prozess in ihren Laboren. \u00bbIm n\u00e4chsten Jahr sind erste konkrete Versuche mit Partnern aus dem europ\u00e4ischen Verband der Pharmaunternehmen, EFPIA, geplant. Ziel ist es zu zeigen, dass wir mit dem Prozess stabil pluripotente Stammzellen produzieren k\u00f6nnen. Am Institut konnten wir das bereits f\u00fcr viele einzelne Stammzelllinien nachweisen\u00ab, sagt Prof. Dr. Heiko Zimmermann, Institutsleiter am IBMT. Den Herstellungsprozess sowie die Technologieplattform haben die Fraunhofer Wissenschaftler aus Sulzbach und deren Kollegen in Chile und Gro\u00dfbritannien gemeinsam entwickelt.<\/p>\n
Alginat zweier chilenischer Algensorten besonders geeignet<\/p>\n
Ausgangsmaterial sind zwei Algensorten, die an den K\u00fcsten Chiles wachsen: Lessonia trabeculata und Lessonia nigrescens. Das St\u00fctzskelett der Algen besteht aus Alginat, das sich besonders gut f\u00fcr die Stammzellkultivierung eignet: Es besteht aus einem stark wasserhaltigen Gel, ist aber z\u00e4hfl\u00fcssiger als Honig. Es ist, wenn man es mit Kalzium oder Barium vernetzt, zugleich stabil und flexibel \u2013 \u00e4hnlich wie Wackelpudding \u2013 und dabei durchl\u00e4ssig f\u00fcr N\u00e4hrstoffe und wichtige Faktoren. \u00bbZellen f\u00fchlen sich wie im K\u00f6rper in elastischen dreidimensionalen Umgebungen besonders wohl. Genau diese Umgebung kann mit Alginat perfekt simuliert werden\u00ab, erkl\u00e4rt Prof. Zimmermann. Insbesondere f\u00fcr die regelm\u00e4\u00dfig kontrahierenden Herzmuskelzellen ist das eine ideale Umgebung. Die Wissenschaftler stellen die Elastizit\u00e4t durch die Mischung der Algenarten flexibel ein und produzieren das Alginat in Form von K\u00fcgelchen beliebiger Gr\u00f6\u00dfe. \u00bbDenn unterschiedliche Zellen ben\u00f6tigen unterschiedliche Kulturbedingungen\u00ab, erkl\u00e4rt Prof. Zimmermann. \u00bbGleichzeitig bringen wir Wirkstoffe in das Alginat ein und setzen sie kontrolliert frei.\u00ab Zum Beispiel Stoffe, die pluripotente Stammzellen in bestimmte K\u00f6rperzellen umwandeln. \u00bbZuk\u00fcnftig wird das Alginat nicht nur als passiver N\u00e4hrboden fungieren, sondern auch aktiv das Wachstum der Stammzellen beeinflussen\u00ab, sagt Prof. Zimmermann. Ein weiterer Vorteil: Die elastische Biomasse hat keine Eigenfluoreszenz. Das ist f\u00fcr optische Analyseverfahren wichtig. \u00bbDie Stammzellen wachsen besser auf unserem Alginat, insbesondere auch in automatisierten Bioreaktoren. Sie lassen sich besser ausdifferenzieren \u2013 in gew\u00fcnschte K\u00f6rperzellen umwandeln \u2013 als auf Kunststoffuntergrund, der heute standardm\u00e4\u00dfig eingesetzt wird\u00ab, fasst Prof. Zimmermann zusammen.<\/p>\n
Das Ernten der Algen wird streng kontrolliert: Es gibt spezielle Lizenzen f\u00fcr die chilenischen Fischer; sie ernten nur diejenigen Algen, die sich f\u00fcr die Herstellung des Alginats eignen und nur so viel, dass eine nachhaltige Bewirtschaftung der chilenischen K\u00fcste erm\u00f6glicht wird. In einem vom IBMT und von Fraunhofer Chile betriebenen Labor an der Universit\u00e4t Coquimbo werden die Algen einzeln gesch\u00e4lt, zerkleinert und vollst\u00e4ndig getrocknet. Das geschieht innerhalb von 24 Stunden, so dass das Material nicht verunreinigt wird. Das Algengranulat wird dann nach Deutschland importiert: Im Reinraum am IBMT l\u00f6sen die Wissenschaftler das Alginat heraus. Es liegt dann in fl\u00fcssiger Form vor und kann mit Hilfe eines starken Luftstrahls zu K\u00fcgelchen geformt werden. \u00bbIn einem Bariumbad werden die K\u00fcgelchen stabiler gemacht, denn Barium verbleibt besser in der Algenmasse. Die Kunst ist es, das Material stabil, aber nicht zu hart zu machen\u00ab, sagt Prof. Zimmermann.<\/p>\n
Die Forscher geben das mit Proteinen beschichtete Alginat in einen Bioreaktor. Dieser stellt die optimale Temperatur und CO2<\/sub>-Umgebung bereit und r\u00fchrt N\u00e4hrstoffe sowie Zellen kontinuierlich um. Jedes einzelne, etwa 200 Mikrometer gro\u00dfe Alginatk\u00fcgelchen \u00fcbernimmt dabei die Rolle einer Petrischale. Die Stammzellen bewachsen das Alginat in drei bis sieben Tagen in den Beh\u00e4ltern und vermehren sich dabei. \u00bbDie Alginatmengen in den Reaktoren lassen sich leicht erh\u00f6hen. Die Folge: Pluripotente Stammzellen wachsen auf weniger Raum und in gr\u00f6\u00dferer Zahl\u00ab, sagt Prof. Zimmermann.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Alginat nennt man das St\u00fctzskelett der Algen. Fraunhofer-Wissenschaftler nutzen die gelartige Masse chilenischer Pflanzen als N\u00e4hrboden f\u00fcr Stammzellen: Porengr\u00f6\u00dfe und Elastizit\u00e4t des Alginats k\u00f6nnen flexibel eingestellt werden. Es transportiert Wirkstoffe und hat bessere optische Eigenschaften als Material aus Kunststoff. Die Pharmaindustrie ben\u00f6tigt f\u00fcr Medikamententests der Zukunft pluripotente Stammzellen in gro\u00dfen Mengen. Diese Stammzellen haben das […]<\/p>\n","protected":false},"author":59,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"","nova_meta_subtitle":"","footnotes":""},"categories":[5572],"tags":[],"supplier":[9480,7495,11449],"class_list":["post-30964","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-bio-based","supplier-efpia","supplier-ibmt","supplier-universidad-catolica-del-norte-coquimbo-chile"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/30964","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/users\/59"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=30964"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/30964\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=30964"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=30964"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=30964"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=30964"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}