Das Rückenmark reparieren mit Spargel

Ja. Spargel. Wissenschaftler der privaten Forschungseinrichtung Pelling Lab in Kanada haben entdeckt, dass Strukturen in Spargelstangen zur Behandlung von Rückenmarksverletzungen verwendet werden können. Denn: Diese Strukturen, die Nährstoffe durch den Spargel leiten, sind ähnlich aufgebaut wie das Rückenmark.

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Video: Andrew Pelling spricht über sein System auf Englisch mit deutschen Untertiteln.

Das bei der Behandlung von traumatischer Querschnittlähmung Implantate, sog. Scaffolds, eingesetzt werden können, ist ein Ansatz, dem verschiedene Forschende folgen. Siehe z. B. Mini-Scaffold zur Behandlung von Rückenmarksverletzungen und Dehnbares Neuroimplantat zur Behandlung von Rückenmarksverletzungen. Dieses Implantat besteht meist aus z.B. synthetischen Polymeren, Tierprodukten oder menschlichen Kadaver. Es aus Gemüse zu züchten, ist eine neue und einzigartige Idee.

Andrew Pelling spricht in oben eingefügtem Video über seine Erfindung und ihr Potential (auf Englisch mit deutschen Untertiteln).

Vor ca. 10 Jahren begann Pellings Team die Herstellung von Materialien zur Rekonstruktion von beschädigtem oder krankem menschlichen Gewebe zu überdenken. Sie machten die Entdeckung, dass Pflanzen für diesen Zweck genutzt werden können.

So funktioniert es

Zunächst schneiden man ein kleines Stück des entsprechenden Pflanzenmaterials ab und entfernt im sog. Dezellularisierungsprozess die Pflanzen-DNA aus dem ausgewählten Stück, sodass nur noch die Fasern übrigbleiben. Diese Fasern dienen nun als Gerüst, durch das körpereigene Zellen des Patienten wachsen können. Auf diese Weise kann im Labor lebendiges Gewebe rekonstruiert werden, das dann in den Empfänger implantiert werden kann.  

Diese Modelle können im peripheren Nervensystem z. B. als Ohrennachbildungen verwendet werden, doch Pelling und sein Team aus Neurochirurgen, Biochemikern und Bioingenieuren möchten die Methode auch zu Behandlung von Schäden im zentralen Nervensystem anwenden und stellen als mögliche Lösung den Einsatz von einem Gerüst aus Spargelstangen mit Mikrokanälen, die die Neubildung von Neuronen lenken könnte, vor.

Die Studie: Spargel zur Behandlung von Querschnittlähmung

Im Tiermodell wurden Ratten Rückenmarksverletzungen zugefügt, dann wurde das Implantat  zwischen den durchtrennten Teilen eingesetzt, wo es als Brücke für wiederaussprossende Nervenzellen dienen sollte. Bei dem Versuch wurde tatsächlich nur Spargel verwendet. Pellings Team fügte weder Stammzellen hinzu, noch verwendete es elektrische Stimulation, Außenskelette, Physiotherapie oder Medikamente. Es wurde lediglich untersucht, ob die Mikrokanäle im Gerüst allein dazu reichen, um die Neubildung von Neuronen anzuleiten. 

Die Ergebnisse

Acht Wochen, nachdem den Versuchstieren eine Rückenmarksverletzung auf Höhe Th8/9 zugefügt worden war, konnten die Tiere der Kontrollgruppe die Hinterbeine nicht bewegen und sich nicht aufrichten. Bei einem Tier, dem zusätzlich das Implantat eingesetzt worden war, sah es anders aus: Wie im Video zu sehen, läuft die Ratte zwar nicht perfekt, aber sie bewegt ihre Hinterbeine und sie beginnt, sich aufzurichten. Und auf einem Laufband kann man sehen, wie die Beine sich koordiniert bewegen. Das sind wichtige Anzeichen der Genesung.

Durchgängig war zu beobachten, dass Tiere mit Spargelimplantat eine signifikante und stabile Verbesserung der motorischen Funktion über sechs Monate (im Vergleich zur Kontrollgruppe) zeigten. Die histologische Analyse zeigt minimale Vernarbung und axonales Nachwachsen durch die Gerüste, was durch weitere Studien bestätigt wurde.

Einsatz bei Menschen: „In ca. zwei Jahren.“

Dies war laut Pelling das erste Mal, dass jemand zeigen konnte, dass Pflanzengewebe genutzt werden kann, um eine solch komplexe Verletzung zu heilen. Die Methode wurde von der Food and Drug Administration (FDA) als medizinischer Durchbruch bezeichnet. „Und dieses Urteil bedeutet, dass wir momentan mitten in der Planung klinischer Versuche am Menschen sind, die in ca. zwei Jahren beginnen sollen“, so Pelling. Seine Versuche kommentiert er mit den Worten: „Am Ende führt das zur Erschaffung von neuem Wissen, und in manchen, wirklich seltenen Fällen, zu einer Innovation, die das Leben eines Menschen verändern könnte.“

Die Forschungsergebnisse wurden im Herbst 2020 im Facharchiv BioRxiv veröffentlicht. Siehe: Plant Scaffolds Support Motor Recovery and Regeneration in Rat Spinal Cord Injury


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