Die TU-Wien ent­wi­ckelt Bio-Chip zur Unter­su­chung mecha­ni­scher Schä­den und Rege­ne­ra­ti­ons­pro­zesse in leben­dem Gewebe. Ziel­set­zung ist eine wei­tere Indi­vi­dua­li­sie­rung medi­zi­ni­scher Behandlungen.

(red/​czaak) Eine kleine Ver­let­zung im Gewebe kann große Aus­wir­kun­gen haben. Eine Viel­zahl kör­per­li­cher Beschwer­den hän­gen bei­spiels­weise mit bio­me­cha­ni­schen Ein­wir­kun­gen zusam­men und das geht von Ver­let­zun­gen der Haut bis hin zu Gelenks- oder Knor­pel­ent­zün­dun­gen nach über­mä­ßi­ger Bean­spru­chung. Bis dato waren win­zige Gewe­be­schä­den schwer zu unter­su­chen, auch weil Hei­lungs­pro­zesse indi­vi­du­ell sehr unter­schied­lich sein können. 

An der TU Wien wurde nun eine Methode ent­wi­ckelt, Gewebe in scheck­kar­ten­gro­ßen Bio-Chips zu züch­ten und auf genau defi­nierte Weise mecha­ni­schem Stress aus­zu­set­zen. Das ermög­licht nicht nur wich­tige Grund­la­gen­for­schung über Gewebs­ver­let­zun­gen, es eröff­net zudem indi­vi­du­el­lere medi­zi­ni­sche Metho­den und Labor­ver­su­che, etwa auch für medi­ka­men­töse Tests.

Ver­let­zungs­mus­ter bei Gewebeproben 
„Wir haben mitt­ler­weile viel Erfah­rung mit der Her­stel­lung von Gewe­ben, von Knor­peln über Blut­ge­fäße bis hin zu Haut­ge­webe“, sagt Peter Ertl, Lei­ter der Cell-Chip-For­schungs­gruppe am Insti­tut für ange­wandte Syn­the­se­che­mie der TU Wien. „Um zu wis­sen, wie diese Gewebe auf mecha­ni­schen Stress reagie­ren, braucht es Wege, den Gewe­be­pro­ben auf sehr kon­trol­lierte und exakt repro­du­zier­bare Weise bestimmte Ver­let­zun­gen zuzu­fü­gen. Genau das ermög­licht unser Bio-Chip nun“, erläu­tert Ertl.

Die neuen Bio-Chips bestehen aus trans­pa­ren­tem Kunst­stoff und ent­hal­ten win­zige Kam­mern, in denen Gewebe wach­sen kann und durch feine Lei­tun­gen mit Nähr­stof­fen oder Medi­ka­men­ten ver­sorgt wird. Um nun mecha­ni­sche Ver­let­zun­gen her­vor­zu­ru­fen, haben die TU-For­scher direkt in den Chip eine dünne Mem­bran ein­ge­baut, wo ein fes­ter Mikro-Stem­pel befes­tigt ist. Mit Druck­luft kann die Mem­bran von außen ange­steu­ert und der Stem­pel ins Gewebe gepresst wer­den. „Das ermög­licht nun eine leichte Gewe­be­mas­sage bis hin zum Stan­zen von Löchern“, so Ertl.

Indi­vi­du­elle medi­zi­ni­sche Lösungen
Die For­schun­gen bei der Bio-Chip-Methode gehen in Rich­tung einer indi­vi­dua­li­sier­ten Medi­zin. „Manch­mal sind bekannte Durch­schnitts­werte bei Ver­let­zun­gen nicht aus­sa­ge­kräf­tig genug. Eine Medi­ka­men­ten­do­sis, die bei einer Per­son noch gar keine Aus­wir­kun­gen hat, ist für jemand ande­ren viel­leicht schon zu viel“, unter­streicht Ertl. Die neue Bio-Chip-Tech­no­lo­gie biete gerade bei schwie­ri­gen, chro­ni­schen Fäl­len die Mög­lich­keit zur Fin­dung indi­vi­du­el­ler Lösungen. 

„Man kann Zel­len ent­neh­men, sie in Bio-Chips zu meh­re­ren klei­nen Gewe­be­stü­cken her­an­wach­sen las­sen und dann prä­zise die best­mög­li­che Behand­lung in die­sem kon­kre­ten Fall tes­ten“, so der TU-For­scher. Die neue Tech­no­lo­gie wurde paten­tiert. Plan sind nun „Koope­ra­tio­nen mit Fir­men aus dem Bio­tech-Bereich und die neue Tech­no­lo­gie auch ande­ren For­schungs­la­bors zur Ver­fü­gung zu stel­len“, erläu­tert TU-For­scher Peter Ertl die nächs­ten Schritte in Rich­tung einer indi­vi­dua­li­sier­ten Medizin.