„Tissue engineering“ und Stammzellforschung in der Urologie für den rekonstruktiven bzw. regenerativen Therapieansatz

Zusammenfassung

Nachdem sich die rekonstruktive Urologie in den letzten Jahren neuen Gebieten gewidmet hat, konnten im Bereich „tissue engineering“, nach herausragenden Ergebnissen in der Grundlagenforschung, erste Erfolge in klinischen Bereichen verzeichnet werden. Auch die Stammzellenforschung eröffnet weitere Bereiche bezüglich regenerativer Ansatzpunkte.

Durch die enge Kooperation der Urologie mit verschiedensten Disziplinen der Universität Tübingen werden Fragestellungen mit engem klinischem Bezug bearbeitet. Die Regeneration des äußeren Sphinkters bedarf funktionell integrierter Muskelzellen. Darüber hinaus wird zur Rekonstruktion der Harnröhre Urothel benötigt, um nicht nur die Invasivität, sondern auch die Möglichkeit der Restriktur weiter zu verringern.

Nachdem mesenchymale Stammzellen (MSC) erfolgreich zu Muskelzellen differenziert und appliziert werden konnten, müssen für den klinischen Einsatz, entsprechend der gesetzlichen Vorgaben, die Vorraussetzungen geschaffen werden. Neben der Entwicklung entsprechender Nährmedien und Verifizierung im Tiermodell, wurden aus humanem Hodengewebe omnipotente Stammzellen gewonnen und in Zellen aller drei Keimblätter differenziert.

Zur Herstellung eines mehrlagigen Urothels wurde zur Gewinnung autologer Urothelzellen durch die „Blasenwaschung“ die Invasivität weiter vermindert. Entsprechende Spül- und Nährmedien verbessern die Ausbeute, die mit der entsprechenden Stratifizierung das mehrlagige Urothel entstehen lässt. Darüber hinaus wird im Großtiermodell die Applikation von Urothelzellen endoskopisch mit entsprechenden Trägersubstanzen zur Minimierung der Invasivität erfolgreich untersucht.

In der Urologie werden im Bereich „tissue engineering“ und in der Stammzellforschung durch die enge Kooperation mit anderen Disziplinen in kürzerer Zeit und mit nahem klinischem Bezug neue therapeutische Ansatzmöglichkeiten für die rekonstruktive und regenerative Urologie eröffnet.

Abstract

With the involvement of clinical reconstructive urology in the field of tissue engineering, outstanding results have been achieved in basic research as well as in some clinics. Stem cell research has even opened up possibilities for regenerative aspects.

In close cooperation with various disciplines, the Department of Urology at the University of Tübingen investigates different clinical aspects with regard to reconstructive and regenerative urology. The regeneration of the external urethral sphincter requires functionally integrated muscle cells. In addition stricture reconstruction with multilayer urothelium should become less invasive and the re-stricture rate reduced.

After the application of differentiating stem cells was proven, the clinical setting needed to be set for legal issues. In addition to the specification of culture media and verification in the animal model, the possibility to harvest omnipotent stem cells out of human testis and to differentiate those into the three germ layers was demonstrated.

With the reduced invasiveness of harvesting the urothelium cells by a bladder wash using specific culture fluids, the cell culture was significantly improved enabling successful creation of urothelium by stratification. In addition urothelial cells in a matrix are further improved for endoscopic application.

The close cooperation of different disciplines shortens the time to develop therapeutic approaches with a close clinical relationship in reconstructive and regenerative urology.