25. Januar 2023 (Nanowerk-Neuigkeiten) In einer neuen Studie mit einem Rattenmodell von Morbus Crohn, einem biologisch abbaubaren Hydrogel Mit Stammzellen beladener Verbundwerkstoff, der von Forschern der Johns Hopkins Medicine in Zusammenarbeit mit der Whiting School of Engineering entwickelt wurde, hat bedeutende Erfolge bei der Behandlung von perianalen Fisteln (PAF) gezeigt – einer der vielen Komplikationen von Morbus Crohn. Morbus Crohn, ein Subtyp der entzündlichen Darmerkrankung, ist eine Erkrankung, von der nach Schätzungen der US-amerikanischen Centers for Disease Control and Prevention mehr als drei Millionen erwachsene Amerikaner betroffen sind. Etwa 30 bis 40 Prozent der Patienten mit Morbus Crohn entwickeln perianale Fisteln – einen entzündeten Tunnel zwischen der Haut und dem Inneren des Afters. Fisteln können zu Schmerzen, Schwellungen, Beschwerden und Blut- oder Eiteraustritt führen. Normalerweise ist eine Operation erforderlich, um den Zustand zu behandeln. Mehr als die Hälfte der Patienten profitieren jedoch nicht von den derzeit verfügbaren Behandlungen. Das injizierbare, biologisch abbaubare, mechanisch fragmentierte Nanofaser-Hydrogel-Komposit (mfNHC), das mit Stammzellen beladen ist, das das Team von Johns Hopkins entwickelt hat, kann in den Fistelgang injiziert werden und zeigte einen höheren Heilungsgrad, wodurch die Größe der Fisteln um das Sechsfache reduziert wurde , im Vergleich zur Operation.
Verwendung des injizierbaren Nanofaser-Hydrogel-Verbundstoffs, der mit Stammzellen beladen ist, zur Behandlung von perianalen Fisteln. (Bild: Florin Selaru) Die Ergebnisse wurden in veröffentlicht Wissenschaft Fortschritte („Ein Nanofaser-Hydrogel-Verbundstoff verbessert die Gewebereparatur in einem Rattenmodell von perianalen Fisteln bei Morbus Crohn“). „Bei einer großen Anzahl von Patienten wird Morbus Crohn im späten Teenageralter bis Anfang 20 diagnostiziert, und sie erwägen, ein Leben lang an perianalen Fisteln zu leiden“, sagt Florin M. Selaru, MD, außerordentlicher Professor für Medizin und Onkologie; Direktor des IBD-Zentrums in Hopkins und Atran-Professor für IBD-Forschung an der Johns Hopkins Medicine und einer der leitenden Autoren der Studie. „Dieser Zustand bei Crohn-Patienten ist notorisch schwer zu behandeln. Wir hoffen, dass diese Ergebnisse ein potenzielles neues Behandlungsparadigma bieten, das umgesetzt werden kann und die Lebensqualität dieser Patienten verbessert.“ Laut Selaru haben frühere Studien und aktuelle klinische Studien gezeigt, dass die Injektion von Stammzellen um Fistelgänge bei der lokalen Heilung geholfen hat. Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass die Stammzellen um die Fistelspur herum für eine sinnvolle Zeitdauer zurückgehalten werden, die eine signifikante Heilung ermöglichen könnte. Das vom Team entwickelte Hydrogel kann direkt in den Fistelgang injiziert werden. Es ist mit Nanofaserfragmenten angereichert, die der Substanz genügend Steifigkeit verleihen, um die Stammzellen an der Stelle der Fistel zu verankern, damit sie nicht wegwandern. Dies unterstützt die Geweberegeneration und fördert eine gesunde Heilung. „Stellen Sie sich das als lokale Abgabe eines Nanogel-Nanofaser-Verbundstoffs zur Geweberegeneration vor, der auch die Stammzellen an der Verletzungsstelle hält und die Heilung ermöglicht“, sagt Selaru. Das Gel bildete ein Gerüst, das die Stammzellen an der Stelle der Fisteln zurückhielt und die regenerative Heilung förderte. Die Ergebnisse zeigten, dass das Gel das Volumen des Fistelgangs im Vergleich zur Operation insgesamt um das Sechsfache reduzierte. „Diese Ergebnisse sind sehr spannend für die Zukunft der Biostimulations-Gewebereparatur bei chronischen Verletzungen – sogar über PAF hinaus“, sagt Hai-Quan Mao, Ph.D., Professor an der Abteilung für Materialwissenschaften und Technik der Whiting School of Engineering und der Abteilung für Biomedical Engineering und ein weiterer leitender Autor dieser Studie. Mao ist auch Direktor des Johns Hopkins Institute for NanoBioTechnology. Selaru warnt jedoch davor, dass diese sehr ermutigenden Ergebnisse in Studien am Menschen verifiziert werden müssen. Die bisher durchgeführten Experimente haben den Grundstein für solche translationalen Zukunftsstudien gelegt. Das Team plant, diese Arbeit fortzusetzen und das Gel zu verbessern, einschließlich der Erforschung der Idee einer Schaumversion.
Verwendung des injizierbaren Nanofaser-Hydrogel-Verbundstoffs, der mit Stammzellen beladen ist, zur Behandlung von perianalen Fisteln. (Bild: Florin Selaru) Die Ergebnisse wurden in veröffentlicht Wissenschaft Fortschritte („Ein Nanofaser-Hydrogel-Verbundstoff verbessert die Gewebereparatur in einem Rattenmodell von perianalen Fisteln bei Morbus Crohn“). „Bei einer großen Anzahl von Patienten wird Morbus Crohn im späten Teenageralter bis Anfang 20 diagnostiziert, und sie erwägen, ein Leben lang an perianalen Fisteln zu leiden“, sagt Florin M. Selaru, MD, außerordentlicher Professor für Medizin und Onkologie; Direktor des IBD-Zentrums in Hopkins und Atran-Professor für IBD-Forschung an der Johns Hopkins Medicine und einer der leitenden Autoren der Studie. „Dieser Zustand bei Crohn-Patienten ist notorisch schwer zu behandeln. Wir hoffen, dass diese Ergebnisse ein potenzielles neues Behandlungsparadigma bieten, das umgesetzt werden kann und die Lebensqualität dieser Patienten verbessert.“ Laut Selaru haben frühere Studien und aktuelle klinische Studien gezeigt, dass die Injektion von Stammzellen um Fistelgänge bei der lokalen Heilung geholfen hat. Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass die Stammzellen um die Fistelspur herum für eine sinnvolle Zeitdauer zurückgehalten werden, die eine signifikante Heilung ermöglichen könnte. Das vom Team entwickelte Hydrogel kann direkt in den Fistelgang injiziert werden. Es ist mit Nanofaserfragmenten angereichert, die der Substanz genügend Steifigkeit verleihen, um die Stammzellen an der Stelle der Fistel zu verankern, damit sie nicht wegwandern. Dies unterstützt die Geweberegeneration und fördert eine gesunde Heilung. „Stellen Sie sich das als lokale Abgabe eines Nanogel-Nanofaser-Verbundstoffs zur Geweberegeneration vor, der auch die Stammzellen an der Verletzungsstelle hält und die Heilung ermöglicht“, sagt Selaru. Das Gel bildete ein Gerüst, das die Stammzellen an der Stelle der Fisteln zurückhielt und die regenerative Heilung förderte. Die Ergebnisse zeigten, dass das Gel das Volumen des Fistelgangs im Vergleich zur Operation insgesamt um das Sechsfache reduzierte. „Diese Ergebnisse sind sehr spannend für die Zukunft der Biostimulations-Gewebereparatur bei chronischen Verletzungen – sogar über PAF hinaus“, sagt Hai-Quan Mao, Ph.D., Professor an der Abteilung für Materialwissenschaften und Technik der Whiting School of Engineering und der Abteilung für Biomedical Engineering und ein weiterer leitender Autor dieser Studie. Mao ist auch Direktor des Johns Hopkins Institute for NanoBioTechnology. Selaru warnt jedoch davor, dass diese sehr ermutigenden Ergebnisse in Studien am Menschen verifiziert werden müssen. Die bisher durchgeführten Experimente haben den Grundstein für solche translationalen Zukunftsstudien gelegt. Das Team plant, diese Arbeit fortzusetzen und das Gel zu verbessern, einschließlich der Erforschung der Idee einer Schaumversion.
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- Quelle: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62239.php
