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Nanofasern aus Aminosäuren
#1
Peptid-Gerüst
Nanofasern aus Aminosäuren beschleunigen Heilung von Nervenschäden
21. Mai 2019 um 17:59 Uhr
[Bild: nanofasern-aus-aminosaeuren-beschleunige...haeden.jpg]
© Nanofasern heilen NervenzellenMax Planck Institut für Polymerforschung - Lizenz CC-BY-SA

Nanofasern, die per Spritze direkt in verletzte Nervenbahnen verabreicht werden, könnten in Zukunft Operationen überflüssig machen. Tierversuche mit Mäusen waren bereits erfolgreich, weitere Studien sollen nun den Einsatz beim Menschen vorbereiten.

Mainz (Deutschland) Ulm (Deutschland). Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung und des Instituts für Physiologische Chemie der Universität Ulm haben im Journal Advanced Functional Materials eine neue Methode zur Heilung von Schäden am Nervensystem vorgestellt. Bisher werden Nervenbahnen, die nach einem Unfall durchtrennt waren in den meisten Fällen operativ vernäht, um so die körpereigene Zellbildung zur Schließung der entstandenen Lücke zu fördern.
Die nun vorgestellte Methode ist weniger invasiv und dadurch für Patienten wesentlich schonender, da keine Operation zur Verbindung der Nerven mehr erforderlich ist. Stattdessen werden Nanofasern eingesetzt, die direkt in die Wunde gespritzt werden können, um dort die Heilung zu beschleunigen. Die genutzten Nanofasern bestehen aus Peptiden, also kurzen Aminosäureketten, aus denen Proteine gebildet werden. Die Moleküle haben nur eine Dicke von wenigen Nanometern, bilden aber trotzdem ein stabiles Gitter, auf dessen Grundlage die Regeneration der Zellen erfolgen kann.
Abbau innerhalb weniger Wochen
Laut Christopher Synatschke, Leiter der Studie „ähnelt das Bionetzwerk einem Rankgitter für Tomatenpflanzen, ohne dass die Pflanzen nicht in die Höhe wachsen können. Die Wissenschaftler haben – übertragen auf Tomatenpflanzen – ein Gitter ausgewählt, an dem die Pflanzen besonders gut haften können. In einem miniaturisierten Maßstab hilft dieses Material den Nervenzellen, die Kluft zwischen zwei Nervenenden zu überbrücken.“ Das aus Nanofasern bestehende Peptid-Gerüst ist ungiftig wird innerhalb von wenigen Wochen im Körper wieder abgebaut.

Da beim Menschen 21 verschiedene Aminosäuren existieren, gibt es auch für kurze Peptide eine Vielzahl von möglichen Kombinationen, die sich durch ihre Eigenschaften deutlich voneinander unterscheiden. Zur Identifikation, der am besten geeigneten Kombination haben die Wissenschaftler veränderte Nanofasern am Computer untersucht, um anschließend anhand von Zellkulturen zu überprüfen, in welchem Umfang sie die neuronale Regeneration unterstützten.

Tierversuche mit Mäusen erfolgreich
Tierversuche mit Mäusen, denen die Wissenschaftler den Gesichtsnerv der für die Schnurrhaare zuständig ist durchtrennten, verliefen erfolgreich. Während der mehreren Wochen andauernden Beobachtung der Muskelsteuerung verlief die Heilung der durchtrennten Nerven bei den Tieren, die mit den Nanofasern behandelt wurden, schneller und umfassender als bei der nicht behandelten Kontrollgruppe.
Weitere Studie sollen nun aus den gefundenen Materialien eine Methode entwickeln, die zur Behandlung von Nervenschäden beim Menschen genutzt werden kann. Da die Peptidketten dafür sorgen, dass körpereigene Wachstumsproteine länger in der Wunde bleiben, wollen die Wissenschaftler die bereits vorhandene Gerüststruktur zur Verbesserung des Regenerationspotenzial zusätzlich um wachstumsfördernde Moleküle erweitern.


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