Zusammenfassung
Hintergrund
Der weltweite Bedarf an Spenderhornhäuten übersteigt die Verfügbarkeit von humanem Spendergewebe bei Weitem. Aktuelle Bemühungen zielen deshalb auf die Identifikation und Analyse von potenziellem Ersatzgewebe, wie z. B. dezellularisierten Kollagenmatrizes.
Ziel der Arbeit
Die durchsichtige Schuppe des Tilapia-Fisches (Oreochromis mossambicus) wurde als potenzielles Ersatzgewebe für die Hornhauttransplantation untersucht („BioCornea“).
Material und Methoden
Der Beitrag stützt sich auf eine Literaturübersicht und eigene Ergebnisse. Nach Dezellularisierung wurden die Materialeigenschaften, die potenzielle Repopulation mit Hornhautepithel- und Hornhautstromazellen, die Immunogenität, die Durchführbarkeit von Keratoplastiken sowie die Angiogenität dieser Kollagenmatrix in Zellkultur und in verschiedenen Tiermodellen analysiert.
Ergebnisse
Die Schuppe des Tilapia-Fisches besteht fast ausschließlich aus Kollagen Typ I und zeigt einen ähnlichen Aufbau wie die Hornhaut. Eine Repopulation mit Hornhautepithel- und Hornhautstromazellen ist möglich. In verschiedenen Tiermodellen konnten Transplantationen mit dieser Matrix ohne schwerwiegende Entzündungsreaktionen durchgeführt werden. Weiterhin kommt es nach Transplantation dieser Matrix im Mausmodell im Vergleich zu herkömmlichen allogenen Transplantaten zu einem deutlich reduzierten Blut- und Lymphgefäßwachstum in die Matrix.
Schlussfolgerungen
Erste Analysen mit der dezellularisierten Kollagenmatrix aus der Schuppe des Tilapia-Fisches als Hornhautersatz („BioCornea“) zeigen vielversprechende Ergebnisse.
Abstract
Background
The worldwide need for donor corneal tissue clearly exceeds the availability of transplantable human tissue; therefore, recent efforts aim to identify and characterize alternative tissues, such as decellularized collagen scaffolds.
Objectives
The transparent fish scales of tilapia (Oreochromis mossambicus) were analyzed as a potential alternative for corneal reconstruction (“BioCornea”).
Material and methods
The article gives a review of the literature and own preliminary results. After decellularization the tissue characteristics of the fish scales, the repopulation with corneal epithelium and stromal cells, immunogenicity, the feasibility of corneal transplantation and the angiogenic properties were analyzed in vitro and in various animal models.
Results
The fish scales mainly consist of collagen type I and show an architecture that is similar to the human cornea. Corneal epithelium and stromal cells are able to grow over and into the scaffold. It is possible to transplant fish scales in various animal models without severe inflammatory responses. Furthermore, in mice, less blood and lymphatic vessels grow into the xenograft when compared to conventional allogenic transplants.
Conclusion
Preliminary results with decellularized tilapia fish scales as an alternative for corneal reconstruction (“BioCornea”) are promising.
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Danksagung
Die Autoren danken Frau A. Volkmann für die Koordination des COST-Projektes. Nähere Informationen unter http://www.cost.eu und http://www.biocornea.eu.
Förderung
Deutsche Forschungsgemeinschaft: DFG Cu 47/4-1 (CC), DFG Cu 47/6-1 (CC); GEROK-Programm, Universität Köln (DH); EU COST BM1302 „Joining Forces in Corneal Regeneration“ (DH, HvE, FB, SC, CC, MJJ).
Einhaltung ethischer Richtlinien
Interessenkonflikt. C.-H. Chou, H.-A. Pan, C.-C. Lin, M.-C. Huang: Body Organ Biomedical Corp., Taipei, Taiwan. S.-C. Chen: Aeon Astron Europe B.V., Leiden, The Netherlands. D. Hos, T.H. van Essen, F. Bock, C. Cursiefen und M.J. Jager: kein Interessenkonflikt. Alle nationalen Richtlinien zur Haltung und zum Umgang mit Labortieren wurden eingehalten und die notwendigen Zustimmungen der zuständigen Behörden liegen vor.
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D. Hos und T.H. van Essen haben geteilte Erstautorenschaft.
C. Cursiefen und M.J. Jager haben geteilte Letztautorenschaft.
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Hos, D., van Essen, T., Bock, F. et al. Dezellularisierte Kollagenmatrix aus der Schuppe des Tilapia-Fisches als Hornhautersatz („BioCornea“). Ophthalmologe 111, 1027–1032 (2014). https://doi.org/10.1007/s00347-013-3011-y
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