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Forschungsprogramm Nanovesikuläre Therapien

Mit der Einrichtung des Forschungsprogrammes "Entwicklung von nanovesikulären biologischen Arzneimitteln aus Stammzellen" soll ein innovatives und zukunftsorientiertes Forschungsfeld innerhalb des Zentrums für Querschnitt- und Geweberegeneration an der Paracelsus Medizinischen Privatuniversität (SCI-TReCS) eröffnet werden, welches sich mit der Entwicklung zellfreier biologischer Arzneimittel auf Basis von adulten, humanen Stamm-und Vorläuferzellen befasst.

Forschung

Zahlreiche adulte humane Stamm- und Vorläuferzellen lassen sich ex vivo kultivieren und vermehren und anschließend in verschiedene Zelltypen differenzieren. Förderliche Einflüsse dieser Zellen auf Knochenwachstum und Zelldifferenzierung, Neurogenese oder Angiogenese sowie eine positive Wirkung auf die Verbesserung funktioneller Defizite wurden in großer Zahl beschrieben, selbst dann, wenn die applizierten Zellen sich nicht dauerhaft im betroffenen Gewebe angesiedelt haben.

Aus einer Vielzahl experimenteller und klinischer Studien ist ersichtlich, dass Stamm- und Vorläuferzellen in der Regel nicht die in vitro zu beobachtenden Gewebstransdifferenzierung durchlaufen, um Gewebe zu ersetzen, sondern vielmehr durch die Verbreitung löslicher bzw. vesikulärer parakriner Faktoren die umgebenden spezialisierten Zellen zur Reparatur anregen. Es ist daher begründet anzunehmen, dass der therapeutische Effekt von Stamm- und Vorläuferzellen nicht vornehmlich in einem Zellersatz besteht, sondern dass die von den Zellen freigesetzten löslichen und nanovesikulären, parakrin aktiven Substanzen die Stimulation von gewebeeigenen Reparaturmechanismen induzieren und die zelluläre Plastizität verstärken.

Im Kern des Forschungsprogramms stehen jene extrazellulären,  70-120 Nanometer großen Vesikel (eNV), die von humanen Stamm- und Vorläuferzellen abgegeben werden und die therapeutischen Effekte der Zellen weitgehend zu ersetzen vermögen. Durch den Einsatz von eNV als biologische Arzneimittel in verschiedenen Therapien würde die Transplantation von lebensfähigen Zellen umgangen und die damit verbundene mögliche Tumorigenizität weitestgehend vermieden werden. Dadurch würde der Einsatz von stammzellbasierten, zellfreien Therapeutika für den allogenen Einsatz in Akutfällen (z.B. bei traumatischer SCI) ermöglicht werden, um eine Reihe von zelleigenen (endogenen) Reparaturvorgängen positiv zu beeinflussen.

Forschungsziel

Das GMP-Labor der Paracelsus Medizinischen Privatuniversität ist in der einzigartigen Position, humane multipotente Zellen mit Stamm- oder Vorläuferzellcharakter aus drei verschiedenen Herkunftsgeweben unter verschiedenen Bedingungen vermehren zu können, die von diesen Zellen gebildeten Nanovesikel zu reinigen und in der Folge zu analysieren. Ziel des Forschungsprogramms ist es, als eine der ersten Einrichtungen weltweit, eNV als biologische Arzneimittel für die Anwendung am Patienten unter GMP-Bedingungen herzustellen.

Das GMP-Labor verfügt über eine in dieser Konstellation einzigartige Infrastruktur. Damit ist möglich, in einem sehr frühen Stadium der Entwicklung an klinischen Studien zur Prüfung von eNV teilzunehmen und hier eine führende Rolle in Europa und darüber hinaus zu übernehmen. Die Entwicklung von eNV als biologische Therapeutika bietet einen neuen, zukunftsorientierten Ansatz von hoher wissenschaftlicher Bedeutung auf dem Gebiet der Regenerativen Medizin und fördert damit den weiteren Ausbau der inter- und transdisziplinären Entwicklung in der biomedizinischen Wissenschaft an der Paracelsus Medizinischen Privatuniversität.