Eigene Haut aus dem Labor

«Tissue Engineering» heisst ein Zauberwort in der Medizin: Aus Zellen von Patienten werden Gewebe oder ganze Organe gezüchtet. Ein neues Labor macht dies jetzt auch in Zürich möglich.

«Eine grosse Chance»: Im Reinraum im Universitätsquartier züchten Mediziner Muskelzellen und eine mitwachsende Haut für Kinder.

«Eine grosse Chance»: Im Reinraum im Universitätsquartier züchten Mediziner Muskelzellen und eine mitwachsende Haut für Kinder. Bild: Nicola Pitaro

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Im Kinderspital Zürich sind diese Fälle häufig: Kinder mit tiefen Verbrennungen, mit grossen Narben oder mit Muttermalen, die den halben Körper bedecken. Aber auch Kinder, deren Haut grossflächig abgestorben ist wegen einer Infektion oder eines Unfalls. Bisher verpflanzten die Ärzte diesen Kindern Haut von intakten Körperstellen. Weil die Kinder wachsen, die verpflanzte Haut aber nicht, müssen sie immer wieder ins Spital und sich operieren lassen. Die Spenderzonen sind zusätzliche Wunden, tun ebenfalls weh und sind je nachdem gut sichtbar, ein Leben lang. Seit einigen Jahren arbeiten die Forscher an einer viel besseren Behandlungsmethode. Sie wollen aus Hautzellen, die sie dem Kind hinter dem Ohr entnehmen, ein Gewebe züchten, das mitwächst.

Vereinfacht dargestellt funktioniert das so: Im Labor werden Oberhaut- und Unterhautzellen vermehrt. Die Unterhautzellen werden in ein dreidimensionales, industriegefertigtes Gerüst hineingesetzt, und dieses wird mit den Oberhautzellen überzogen. Nach rund drei Wochen können die Ärzte dem Kind den Hautersatz auf die Wunde legen.

Im Tierversuch erfolgreich

«Das ist die Idee», sagt Martin Meuli, der Chefchirurg des Kinderspitals. In Tierversuchen habe die Methode bestens funktioniert. «Nun wollen wir es bei Patienten versuchen.» Das Kispi hat Eltern von Kindern, die für die neue Behandlung infrage kommen, bereits vorinformiert. Die erste Operation wird vermutlich Anfang 2013 stattfinden.

Die Ärzte des Kinderspitals haben Glück. Denn gerade jetzt, wo sie mit ihrer Forschung an der Schwelle zur klinischen Anwendung stehen, hat in Zürich ein Labor den Betrieb aufgenommen, das Haut produzieren kann. Es ist Teil des Zentrums für regenerative Medizin am Universitätsspital und hat fünf Reinräume mit allen nötigen Einrichtungen für die Zellvermehrung. Ende August hat die Zulassungsbehörde Swissmedic die Anlage zertifiziert. Das Kinderspital hat einen der fünf Arbeitsplätze gemietet. Es sei eine «grosse Chance», sagt Chefchirurg Meuli. «Wir können sozusagen nebenan unsere Haut bauen, kennen unsere Partner und wissen, dass die Qualität stimmt.» Alles andere wäre viel teurer und aufwendiger.

Herzklappe für Kinder

In der Schweiz gibt es keine vergleichbare Anlage an einer öffentlichen Institution. «Normalerweise wird das in Labors der Pharmaindustrie gemacht», sagt Simon Hoerstrup, der Leiter des Zentrums für regenerative Medizin. Er hat sein Büro gleich über dem neuen Labor, im ersten Stock des Gebäudes an der Moussonstrasse. Hoerstrup selber forscht seit Jahren im Bereich der Herzchirurgie. Sein Ziel ist eine mitwachsende Klappe für Kinder mit angeborenem Herzfehler.

Bis dahin ist es ein langer Weg, wie der Forscher erfahren musste. Er hat seine früheren ambitiösen Pläne revidiert. Statt der Klappe wird er nun erst mal ein Blutgefäss herstellen und ab 2013 im klinischen Versuch testen. Neben dem Kinderspital Zürich sieht er dafür weitere Spitäler vor. «Da es sich um einen seltenen Herzfehler handelt, kommen nur Kinderherzchirurgien mit einem grossen Einzugsgebiet infrage», so Hoerstrup.

Wettstreit der Forscher

Die künstliche Herstellung von biologischem Gewebe und Organen – das sogenannte Tissue Engineering – könnte die Transplantationsmedizin revolutionieren. Denn sie würde zwei Probleme entschärfen: den Spendermangel und die Abstossung. Weltweit sind Forscher an dem Thema dran. Bei Knorpel, Knochen und Haut funktioniert die Züchtung heute schon recht gut. Jetzt folgen die Blutgefässe. Ärzte der Universität Göteborg und der Yale University haben bereits klinische Tests mit Venen gemacht, wobei deren Herstellung sich von Hoerstrups Methode unterscheidet.

Komplizierte Organe sind noch Zukunftsmusik. Im Zürcher Hochschulquartier werden vorderhand weder Herzen noch Lungen produziert. In den neuen Reinräumen entsteht in den nächsten Monaten anderes: modifizierte Blutzellen für die Multiple-Sklerose-Forschung, Stammzelltransplantate für Krebspatienten, Muskelzellen für die Behandlung von Inkontinenz. Und eben die Haut für Kinder und die Blutgefässe. Da dies alles lebendige Produkte sind, musste man sehr hohe Auflagen punkto Reinheit und Sicherheit erfüllen. «Jeder Schritt ist geregelt», sagt Laborleiter Martin Kayser. Der Zertifizierungsprozess hat ein ganzes Jahr gedauert. Die Ordner mit den Richtlinien von Swissmedic füllen zwei grosse Schränke.

Hohes Risiko

Die Laboranten müssen ihre Hände nach einem genauen Schema waschen und desinfizieren und dürfen die Reinräume nur in Schutzkleidung betreten. In den Räumen herrscht Überdruck, und sie werden einzeln belüftet. Jeder Arbeitsschritt muss dokumentiert werden. Swissmedic macht nicht nur unzählige Hygienevorschriften, sondern verlangt auch eine «lückenlose Rückverfolgbarkeit» des Herstellungsprozesses. Denn Gewebezüchtungen bergen das Risiko, dass Krankheiten übertragen werden. Es kann auch sein, dass Zellen sich bei der Vermehrung oder weiteren Verarbeitung verändern. Laut Swissmedic sind die Risiken «sehr vielfältig». Entsprechend sind die Auflagen, die internationalen Qualitätsstandards entsprechen.

Über 5 Millionen Franken kostete das Zentrum mit den fünf Reinräumen. Bezahlt haben die Universität, eine Stiftung und der Kanton – aus dem Kredit, den der Regierungsrat vor vier Jahren zur Förderung der Hochschulmedizin bewilligt hatte. Insgesamt 30 Millionen stellte er damals zur Verfügung, damit sich Zürich im Kampf um die Spitzenmedizin gegen die anderen Uni-Spitäler behaupten kann. Mit dem Geld wurden vor allem neue Geräte angeschafft.

Erstellt: 05.11.2012, 07:52 Uhr

«Den Forschungsstandort Zürich stärken»

Gregor Zünd sieht nur einen Weg, wie sich das Universitätsspital Zürich profilieren kann. «Es muss sich über die Forschung definieren», sagt er. Denn in der Grundversorgung gibt es kaum Unterschiede zwischen Unispitälern und Kantonsspitälern. Zünd vertritt in der Spitaldirektion die Bereiche Forschung und Lehre, und er leitet das Zentrum für klinische Forschung. Dessen Aufgabe ist es, die forschenden Ärzte im Unispital, aber auch in den anderen universitären Spitälern wie Kispi, Balgrist oder Psychiatrische Uniklinik zu unterstützen – mit Beratung und Infrastruktur. Das Zentrum umfasst vier Bereiche: Das Biologische Zentrallabor, wo die Tierversuche stattfinden. Das Clinical Trials Center, das laufende Studien begleitet und Räume für Erstbehandlungen zur Verfügung stellt. Das Bildungszentrum, dessen Einführungskurse zur klinischen Forschung jeder Arzt und jede Ärztin des Unispitals besuchen muss. Und schliesslich das Zentrum für regenerative Medizin, in welchem seit kurzem fünf Reinräume für die Vermehrung von Zellen zur Verfügung stehen.

Laut dessen Leiter Simon Hoerstrup beseitigt die neue Anlage ein «Nadelöhr»: Viele Forschungsprojekte im Bereich der zellbasierten Therapien (Tissue Engineering) seien an dem Punkt, wo die Grundlagenforschung in die klinische Anwendung übergehen sollte, das heisst für den Patienten verfügbar wird. Bisher fehlte dafür die Infrastruktur. «Mit dem Zentrum für regenerative Medizin können wir den Forschungsstandort Zürich stärken», so Hoerstrup.

Damit die Patienten profitieren

Translation nennen die Fachleute diesen Übergang von der Grundlagenforschung in die Klinik. «Das wollen wir extrem fördern», sagt Gregor Zünd. Dafür soll die Zusammenarbeit mit den Grundlagenforschern der Universität wie auch der ETH intensiviert werden. Diese realisierten manchmal nicht, welche Bedeutung ihre Erkenntnisse für die Klinik haben, stellt Zünd fest: «Sie streben ein Maximum an, dabei könnte die Klinik schon von einem Teilresultat profitieren.» Zünd ist zudem der Meinung, dass die Medizinforschung in Zürich fokussiert werden sollte auf einige wichtige Themen wie Krebs, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Hirnkrankheiten.

Zu viele Schnittstellen

«Es braucht ein übergreifendes strategisches Organ, das sagt, was wir machen wollen», so Zünd. Ob er mit dieser Forderung Erfolg hat, ist offen. Derzeit läuft ein gemeinsames Projekt der Gesundheitsdirektion, die fürs Spital zuständig ist, und der Bildungsdirektion, zu der die Uni gehört. Sie wollen die universitäre Medizin neu organisieren, die Kräfte bündeln und Strukturen vereinfachen. Heute gibt es viele Schnittstellen zwischen Unispital und Uni, die immer wieder zu Konflikten führen. Gregor Zünd selber verkörpert eine solche Schnittstelle: Als Direktor Forschung und Lehre gehört er zum Spital, als Chef des Zentrums für klinische Forschung zur Uni. Denn das Zentrum ist zwar am Unispital angesiedelt, als Forschungseinrichtung aber Teil der Universität.

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