Generierung eines trachealen Grafts und klinischer Transfer From bench to bedside and back to bench

Zielsetzung: Für die Behandlung von langstreckigen Erkrankungen der Trachea stehen weiterhin keine ernsthaften Alternativen zur Verfügung. Ein mittels Tissue engineering generierter trachealer Graft ist somit dringend benötigt und klinisch relevant. Methode:Tissue engineering gilt als hoffnungsvolle Technologie in diesem Zusammenhang. Das Konzept beinhaltet folgende Komponenten: a) Scaffold/Matrix (biologisch oder synthetisch) b) Zellen (autolog oder allogen) c) Bioreaktor und d) bioaktive Moleküle. Sowohl in Klein- und Großtiermodellen wurden unterschiedliche tracheale Grafts generiert und evaluiert. Es wurde sowohl der biologische als auch der synthetische Scaffold in die Klinik transferiert und erste Daten dazu gesammelt. Sowohl für die tierexperimentellen Studien, als auch für die klinischen Anwendungen wurden die Genehmigungen durch die lokalen und nationalen Ethikgremien und Kommissionen erteilt. Zudem lag die Zustimmung aller Patienten zu den jeweiligen Eingriffen vor.

Ergebnis: Sowohl die biologischen, als auch die synthetischen trachealen Grafts wurden erfolgreich generiert und in verschiedenen präklinischen Modellen evaluiert. Bisher konnten n = 9 Patienten mit unterschiedlichen Erkrankungen mittels biologischen Scaffold und n = 8 mittels synthetischen Scaffold behandelt werden. Der längste Follow-up von ca. 70 Monaten zeigt für den biologischen Graft vaskularisiertes Gewebe mit physiologischer Mucosa und Epithelialisierung. Bei langstreckigen Grafts sind im Verlauf jedoch inkomplette Regenerationsprozesse der Knorpelringe zu beobachten. Bei den synthetischen Skaffolds war bei dem initial verwendeten Material (POSS/PCU) verstärktes Granulationsgewebe an den distalen Anastomosen zu verzeichnen. Diese traten bei späteren Transplantationen unter Verwendung anderer Materialien (PET) und Generierungsmethoden (Elektrospinning) nicht mehr auf.

Schlussfolgerung: Tissue engineering kann eine potenzielle Therapieoption für langstreckige Erkrankungen der Trachea darstellen. Trotz vielversprechender erster klinischer Daten, steht das weitere Erforschen der zugrundeliegenden Mechanismen trachealer Regeneration und die fortlaufende Optimierung des Grafts an vorderster Stelle. Ziel der Forschung muss die routinemäßige klinsche Anwendung eines sicheren, trachealen Grafts im Patienten sein.