Limitationen der Therapiemöglichkeiten bei Mikrotie
Geburtsanomalien der äußeren Ohrmuschel wie die Mikrotie betreffen etwa 1–4 von 10.000 Neugeborenen und gehen mit langfristigen psychosozialen Belastungen der Betroffenen und ihrer Eltern einher. Der derzeitige therapeutische Goldstandard ist die autologe Rekonstruktion mit Rippenknorpel. Dieser Eingriff erfordert multiple Operationen und verursacht relevante Morbidität (z. B. Narben, Brustwanddeformitäten, Schmerzen). Eine Einschränkung ist zudem, dass der Eingriff erst ab einem bestimmten Alter durchgeführt werden kann.
Derzeit steht noch kein „Ohr aus dem Labor“ zur Verfügung
Die Möglichkeit, elastischen Knorpel ex vivo zu züchten, könnte diese Limitationen überwinden. Hierdurch könnte die Anzahl der notwendigen Operationen reduziert werden und der Eingriff schon in einem früheren Alter durchgeführt werden. Trotz drei Jahrzehnten Forschung auf diesem Gebiet steht derzeit noch kein einsatzfähiges Produkt zur Verfügung. Die klinischen Herausforderungen sind hoch und bestehen vor allem daraus, funktionell nativen Knorpel biomechanisch stabil nachzubilden. Bisherige gezüchtete Knorpel wiesen eine suboptimale Elastizität und unzureichende mechanische Integrität auf.
Forscherteam züchtete Ohrknorpel im Labor
Der natürliche Ohrknorpel besteht aus einer honigwabenähnlichen Struktur der elastischen Fasern, welche dem Ohr Elastizität bei gleichzeitiger Strukturstabilität verleiht. Um diese komplexe Struktur nachzubauen entwickelte ein Forscherteam Strategien, die die humanen Ohrchondrozyten dazu veranlassten, elastischen Knorpel zu produzieren, um das natürliche Ohr in Struktur, Mechanik und Matrixzusammensetzung möglichst nachzubilden. Untersucht wurde dann die strukturelle Stabilität der Ohrtransplantate in vivo, nachdem diese Ratten implantiert wurden.
Gezüchteter Knorpel wies vergleichbare Eigenschaften wie natürlicher Ohrknorpel auf
Untersuchungen zeigten, dass die Eigenschaften dieser Ohrtransplantate nahe am natürlichen Knorpel lagen: Sie wiesen eine gleichmäßige Zusammensetzung mit Elastin, Kollagen II und Glykosaminoglykanen auf. Zudem war Kollagen I nicht nachweisbar, was auf eine erfolgreiche Vermeidung fibrocartilaginärer Differenzierung hinweist. Die gemessene Drucksteifigkeit der Transplantate lag mit 1,1 ± 0,03 MPa nahe am nativen menschlichen Knorpel (1,0 ± 0,1 MPa). Obwohl die obigen Ergebnisse überzeugend sind, fanden die Forscher Hinweise für eine Unreife des Elastins. Die vollständige Ausbildung einer reifen elastischen Fibrillenarchitektur bleibt damit die Herausforderung.
Ohrtransplantate behielten auch sechs Wochen nach der Implantation ihre Form
Die Transplantate wurden nach rund neun Wochen Vorreifung im Labor den Ratten implantiert. Das Resultat war, dass sie ihre Form und Elastizität auch nach sechs Wochen behielten. „Trotz des großen Erfolgs bleibt das noch nicht vollständig herangereifte Elastin eine Herausforderung für uns», schränkt allerdings der Erstautor der Studie, Dr. Philipp Fisch vom Institut für Biomechanik der ETH Zürich, ein. «Wir sehen Veränderungen im Gewebe. Das zeigt uns klar, dass wir dies noch weiter stabilisieren müssen.“
Forscher hoffen innerhalb der nächsten 5 Jahren den Elastin-Netzwerk-Bauplan entschlüsselt zu haben
Er stellt die vorsichtige Prognose, innerhalb von fünf Jahren den Bauplan für das Elastin-Netzwerk gefunden zu haben. Darauf würden dann klinische Studien, strukturierte Prüfverfahren und formale Zulassungsprozesse folgen. Sind diese Hürden überwunden, könnte der künstliche Ohrknorpel in der Klinik zur Anwendung kommen.
