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Erschienen in: Zeitschrift für Herz-,Thorax- und Gefäßchirurgie 3/2015

01.06.2015 | Stand der Wissenschaft

Regenerative Medizin

Therapeutische Alternativen im Bereich thorakaler Erkrankungen

verfasst von: P. Jungebluth, J.C. Haag, P. Macchiarini

Erschienen in: Zeitschrift für Herz-,Thorax- und Gefäßchirurgie | Ausgabe 3/2015

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Zusammenfassung

Die regenerative Medizin (RM) ist eine vielversprechende und expandierende Disziplin, die u. a. im Bereich akuter und chronischer thorakaler Erkrankungen Anwendung findet. Im Fokus stehen die Reparatur, der Ersatz sowie die Regeneration von zellulären, gewebsbedingten und organischen Funktionsstörungen unterschiedlicher Genese. Hierzu zählen angeborene und erworbene Erkrankungen, Traumata und natürliche Alterungsprozesse. Regenerative Medizin kann als multidisziplinärer Ansatz in Form des „tissue engineering“ (TE) oder aber als direkte Zellanwendung (Zelltherapie, ZT) erfolgen. Tissue engineering generiert 3-dimensionales funktionelles Gewebe durch das Zusammenführen unterschiedlicher Komponenten, wie Grundgerüst („scaffold“), Zellen, Bioreaktor und bioaktive Moleküle. Bei der ZT werden sowohl Stamm- als auch ausdifferenzierte Zellen in autologer oder allogener Form verwendet. Erste klinische Erfolge der RM wecken Hoffnungen auf die routinemäßige Anwendung dieser Technologie und einen relevanten Beitrag im zukünftigen klinischen Alltag. Strategien des TE und der Zelltherapie werden bezüglich der klinischen Anwendung organspezifisch vorgestellt und diskutiert.
Literatur
1.
Zurück zum Zitat Ajalloueian F, Lim ML, Lemon G et al (2014) Biomechanical and biocompatibility characteristics of electrospun polymeric tracheal scaffolds. Biomaterials. DOI 10.1016/j.biomaterials.2014.03.015 Ajalloueian F, Lim ML, Lemon G et al (2014) Biomechanical and biocompatibility characteristics of electrospun polymeric tracheal scaffolds. Biomaterials. DOI 10.1016/j.biomaterials.2014.03.015
2.
Zurück zum Zitat Asnaghi MA, Jungebluth P, Raimondi MT et al (2009) A double-chamber rotating bioreactor for the development of tissue-engineered hollow organs: from concept to clinical trial. Biomaterials 30:5260–5269PubMedCrossRef Asnaghi MA, Jungebluth P, Raimondi MT et al (2009) A double-chamber rotating bioreactor for the development of tissue-engineered hollow organs: from concept to clinical trial. Biomaterials 30:5260–5269PubMedCrossRef
3.
Zurück zum Zitat Assmann A, Akhyari P, Delfs C et al (2012) Development of a growing rat model for the in vivo assessment of engineered aortic conduits. J Surg Res 176:367–375PubMedCrossRef Assmann A, Akhyari P, Delfs C et al (2012) Development of a growing rat model for the in vivo assessment of engineered aortic conduits. J Surg Res 176:367–375PubMedCrossRef
4.
Zurück zum Zitat Badylak SF, Weiss DJ, Caplan A et al (2012) Engineered whole organs and complex tissues. Lancet 379:943–952PubMedCrossRef Badylak SF, Weiss DJ, Caplan A et al (2012) Engineered whole organs and complex tissues. Lancet 379:943–952PubMedCrossRef
5.
Zurück zum Zitat Baiguera S, Del Gaudio C, Jaus MO et al (2012) Long-term changes to in vitro preserved bioengineered human trachea and their implications for decellularized tissues. Biomaterials 33:3662–3672PubMedCrossRef Baiguera S, Del Gaudio C, Jaus MO et al (2012) Long-term changes to in vitro preserved bioengineered human trachea and their implications for decellularized tissues. Biomaterials 33:3662–3672PubMedCrossRef
6.
Zurück zum Zitat Baiguera S, Gonfiotti A, Jaus M et al (2011) Development of bioengineered human larynx. Biomaterials 32:4433–4442PubMedCrossRef Baiguera S, Gonfiotti A, Jaus M et al (2011) Development of bioengineered human larynx. Biomaterials 32:4433–4442PubMedCrossRef
7.
Zurück zum Zitat Baiguera S, Jungebluth P, Burns A et al (2010) Tissue engineered human tracheas for in vivo implantation. Biomaterials 31:8931–8938PubMedCrossRef Baiguera S, Jungebluth P, Burns A et al (2010) Tissue engineered human tracheas for in vivo implantation. Biomaterials 31:8931–8938PubMedCrossRef
8.
Zurück zum Zitat Baiguera S, Jungebluth P, Mazzanti B et al (2012) Mesenchymal stromal cells for tissue-engineered tissue and organ replacements. Transpl Int 25:369–382PubMedCrossRef Baiguera S, Jungebluth P, Mazzanti B et al (2012) Mesenchymal stromal cells for tissue-engineered tissue and organ replacements. Transpl Int 25:369–382PubMedCrossRef
9.
Zurück zum Zitat Berg M, Ejnell H, Kovács A et al (2013) Replacement of a tracheal stenosis with a tissue-engineered human trachea using autologous stem cells: a case report. Tissue Eng Part A 20:389–397PubMedCrossRef Berg M, Ejnell H, Kovács A et al (2013) Replacement of a tracheal stenosis with a tissue-engineered human trachea using autologous stem cells: a case report. Tissue Eng Part A 20:389–397PubMedCrossRef
10.
Zurück zum Zitat Brines M, Cerami A (2008) Erythropoietin-mediated tissue protection: reducing collateral damage from the primary injury response. J Intern Med 264:405–432PubMedCrossRef Brines M, Cerami A (2008) Erythropoietin-mediated tissue protection: reducing collateral damage from the primary injury response. J Intern Med 264:405–432PubMedCrossRef
11.
Zurück zum Zitat Cebotari S, Lichtenberg A, Tudorache I et al (2006) Clinical application of tissue engineered human heart valves using autologous progenitor cells. Circulation 114:I132–I137PubMedCrossRef Cebotari S, Lichtenberg A, Tudorache I et al (2006) Clinical application of tissue engineered human heart valves using autologous progenitor cells. Circulation 114:I132–I137PubMedCrossRef
12.
Zurück zum Zitat Elliott MJ, De Coppi P, Speggiorin S et al (2012) Stem-cell-based, tissue engineered tracheal replacement in a child: a 2-year follow-up study. Lancet 380:994–1000PubMedCrossRef Elliott MJ, De Coppi P, Speggiorin S et al (2012) Stem-cell-based, tissue engineered tracheal replacement in a child: a 2-year follow-up study. Lancet 380:994–1000PubMedCrossRef
13.
Zurück zum Zitat Go T, Jungebluth P, Baiguero S et al (2010) Both epithelial cells and mesenchymal stem cell-derived chondrocytes contribute to the survival of tissue-engineered airway transplants in pigs. J Thorac Cardiovasc Surg 139:437–443PubMedCrossRef Go T, Jungebluth P, Baiguero S et al (2010) Both epithelial cells and mesenchymal stem cell-derived chondrocytes contribute to the survival of tissue-engineered airway transplants in pigs. J Thorac Cardiovasc Surg 139:437–443PubMedCrossRef
14.
Zurück zum Zitat Gonfiotti A, Jaus MO, Barale D et al (2013) The first tissue-engineered airway transplantation: 5-year follow-up results. Lancet 383:238–244PubMedCrossRef Gonfiotti A, Jaus MO, Barale D et al (2013) The first tissue-engineered airway transplantation: 5-year follow-up results. Lancet 383:238–244PubMedCrossRef
15.
16.
Zurück zum Zitat Gustafsson Y, Haag J, Jungebluth P et al (2012) Viability and proliferation of rat MSCs on adhesion protein-modified PET and PU scaffolds. Biomaterials 33:8094–8103PubMedCrossRef Gustafsson Y, Haag J, Jungebluth P et al (2012) Viability and proliferation of rat MSCs on adhesion protein-modified PET and PU scaffolds. Biomaterials 33:8094–8103PubMedCrossRef
17.
Zurück zum Zitat Haag J, Baiguera S, Jungebluth P et al (2012) Biomechanical and angiogenic properties of tissue-engineered rat trachea using genipin cross-linked decellularized tissue. Biomaterials 33:780–789PubMedCrossRef Haag J, Baiguera S, Jungebluth P et al (2012) Biomechanical and angiogenic properties of tissue-engineered rat trachea using genipin cross-linked decellularized tissue. Biomaterials 33:780–789PubMedCrossRef
18.
Zurück zum Zitat Haag JC, Jungebluth P, Macchiarini P (2013) Tracheal replacement for primary tracheal cancer. Curr Opin Otolaryngol Head Neck Surg 21:171–177PubMedCrossRef Haag JC, Jungebluth P, Macchiarini P (2013) Tracheal replacement for primary tracheal cancer. Curr Opin Otolaryngol Head Neck Surg 21:171–177PubMedCrossRef
19.
Zurück zum Zitat Jungebluth P, Alici E, Baiguera S et al (2011) Tracheobronchial transplantation with a stem-cell-seeded bioartificial nanocomposite: a proof-of-concept study. Lancet 378:1997–2004PubMedCrossRef Jungebluth P, Alici E, Baiguera S et al (2011) Tracheobronchial transplantation with a stem-cell-seeded bioartificial nanocomposite: a proof-of-concept study. Lancet 378:1997–2004PubMedCrossRef
20.
Zurück zum Zitat Jungebluth P, Bader A, Baiguera S et al (2012) The concept of in vivo airway tissue engineering. Biomaterials 33:4319–4326PubMedCrossRef Jungebluth P, Bader A, Baiguera S et al (2012) The concept of in vivo airway tissue engineering. Biomaterials 33:4319–4326PubMedCrossRef
21.
Zurück zum Zitat Jungebluth P, Friedrich LH, Sjöqvist S et al (2014) Preservation of aortic root architecture and properties using a detergent-enzymatic perfusion protocol. Biomaterials 35:1907–1913PubMedCrossRef Jungebluth P, Friedrich LH, Sjöqvist S et al (2014) Preservation of aortic root architecture and properties using a detergent-enzymatic perfusion protocol. Biomaterials 35:1907–1913PubMedCrossRef
22.
Zurück zum Zitat Jungebluth P, Go T, Asnaghi A et al (2009) Structural and morphologic evaluation of a novel detergent-enzymatic tissue-engineered tracheal tubular matrix. J Thorac Cardiovasc Surg 138:586–593PubMedCrossRef Jungebluth P, Go T, Asnaghi A et al (2009) Structural and morphologic evaluation of a novel detergent-enzymatic tissue-engineered tracheal tubular matrix. J Thorac Cardiovasc Surg 138:586–593PubMedCrossRef
23.
Zurück zum Zitat Jungebluth P, Haag JC, Lim ML et al (2013) Verification of cell viability in bioengineered tissues and organs before clinical transplantation. Biomaterials 34:4057–4067PubMedCrossRef Jungebluth P, Haag JC, Lim ML et al (2013) Verification of cell viability in bioengineered tissues and organs before clinical transplantation. Biomaterials 34:4057–4067PubMedCrossRef
24.
Zurück zum Zitat Jungebluth P, Haag JC, Sjöqvist S et al (2014) Tracheal tissue engineering in rats. Nat Protoc 9:2164–2179PubMedCrossRef Jungebluth P, Haag JC, Sjöqvist S et al (2014) Tracheal tissue engineering in rats. Nat Protoc 9:2164–2179PubMedCrossRef
25.
Zurück zum Zitat Jungebluth P, Luedde M, Ferrer E et al (2011) Mesenchymal stem cells restore lung function by recruiting resident and nonresident proteins. Cell Transplant 20:1561–1574PubMedCrossRef Jungebluth P, Luedde M, Ferrer E et al (2011) Mesenchymal stem cells restore lung function by recruiting resident and nonresident proteins. Cell Transplant 20:1561–1574PubMedCrossRef
26.
27.
Zurück zum Zitat Jungebluth P, Macchiarini P (2011) Stem cell-based therapy and regenerative approaches to diseases of the respiratory system. Br Med Bull 99:169–187PubMedCrossRef Jungebluth P, Macchiarini P (2011) Stem cell-based therapy and regenerative approaches to diseases of the respiratory system. Br Med Bull 99:169–187PubMedCrossRef
28.
Zurück zum Zitat Jungebluth P, Moll G, Baiguera S et al (2012) Tissue-engineered airway: a regenerative solution. Clin Pharmacol Ther 91:81–93PubMedCrossRef Jungebluth P, Moll G, Baiguera S et al (2012) Tissue-engineered airway: a regenerative solution. Clin Pharmacol Ther 91:81–93PubMedCrossRef
29.
Zurück zum Zitat Lemon G, Gustafsson Y, Haag JC et al (2013) Modelling biological cell attachment and growth on adherent surfaces. J Math Biol 68:785–813PubMedCrossRef Lemon G, Gustafsson Y, Haag JC et al (2013) Modelling biological cell attachment and growth on adherent surfaces. J Math Biol 68:785–813PubMedCrossRef
30.
Zurück zum Zitat Lim ML, Jungebluth P, Ajalloueian F et al (2013) Whole organ and tissue reconstruction in thoracic regenerative surgery. Mayo Clin Proc 88:1151–1166PubMedCrossRef Lim ML, Jungebluth P, Ajalloueian F et al (2013) Whole organ and tissue reconstruction in thoracic regenerative surgery. Mayo Clin Proc 88:1151–1166PubMedCrossRef
31.
Zurück zum Zitat Macchiarini P, Jungebluth P, Go T et al (2008) Clinical transplantation of a tissue-engineered airway. Lancet 372:2023–2030PubMedCrossRef Macchiarini P, Jungebluth P, Go T et al (2008) Clinical transplantation of a tissue-engineered airway. Lancet 372:2023–2030PubMedCrossRef
32.
Zurück zum Zitat Macchiarini P, Mazmanian GM, Montpréville V de et al (1995) Experimental tracheal and tracheoesophageal allotransplantation. Paris-Sud University Lung Transplantation Group. J Thorac Cardiovasc Surg 110:1037–1046PubMedCrossRef Macchiarini P, Mazmanian GM, Montpréville V de et al (1995) Experimental tracheal and tracheoesophageal allotransplantation. Paris-Sud University Lung Transplantation Group. J Thorac Cardiovasc Surg 110:1037–1046PubMedCrossRef
33.
Zurück zum Zitat Macchiarini P, Walles T, Biancosino C et al (2004) First human transplantation of a bioengineered airway tissue. J Thorac Cardiovasc Surg 128:638–641PubMedCrossRef Macchiarini P, Walles T, Biancosino C et al (2004) First human transplantation of a bioengineered airway tissue. J Thorac Cardiovasc Surg 128:638–641PubMedCrossRef
34.
Zurück zum Zitat Orlic D, Kajstura J, Chimenti S et al (2001) Bone marrow cells regenerate infarcted myocardium. Nature 410:701–705PubMedCrossRef Orlic D, Kajstura J, Chimenti S et al (2001) Bone marrow cells regenerate infarcted myocardium. Nature 410:701–705PubMedCrossRef
35.
Zurück zum Zitat Seguin A, Baccari S, Holder-Espinasse M et al (2012) Tracheal regeneration: evidence of bone marrow mesenchymal stem cell involvement. J Thorac Cardiovasc Surg 145:1297–1304PubMedCrossRef Seguin A, Baccari S, Holder-Espinasse M et al (2012) Tracheal regeneration: evidence of bone marrow mesenchymal stem cell involvement. J Thorac Cardiovasc Surg 145:1297–1304PubMedCrossRef
36.
Zurück zum Zitat Shen Z, Chen J, Kang C et al (2013) Engineered hypopharynx from coculture of epithelial cells and fibroblasts using poly(ester urethane) as substratum. Biomed Res Int 2013:138504PubMedCentralPubMed Shen Z, Chen J, Kang C et al (2013) Engineered hypopharynx from coculture of epithelial cells and fibroblasts using poly(ester urethane) as substratum. Biomed Res Int 2013:138504PubMedCentralPubMed
37.
Zurück zum Zitat Sjöqvist S, Jungebluth P, Lim ML et al (2014) Experimental orthotopic transplantation of a tissue-engineered oesophagus in rats. Nat Commun 5:3562PubMedCentralPubMedCrossRef Sjöqvist S, Jungebluth P, Lim ML et al (2014) Experimental orthotopic transplantation of a tissue-engineered oesophagus in rats. Nat Commun 5:3562PubMedCentralPubMedCrossRef
38.
Zurück zum Zitat Tse JR, Long JL (2014) Microstructure characterization of a decellularized vocal fold scaffold for laryngeal tissue engineering. Laryngoscope 124:E326–E331PubMedCrossRef Tse JR, Long JL (2014) Microstructure characterization of a decellularized vocal fold scaffold for laryngeal tissue engineering. Laryngoscope 124:E326–E331PubMedCrossRef
39.
Zurück zum Zitat Walles T, Giere B, Hofmann M et al (2004) Experimental generation of a tissue-engineered functional and vascularized trachea. J Thorac Cardiovasc Surg 128:900–906PubMedCrossRef Walles T, Giere B, Hofmann M et al (2004) Experimental generation of a tissue-engineered functional and vascularized trachea. J Thorac Cardiovasc Surg 128:900–906PubMedCrossRef
40.
Zurück zum Zitat Weymann A, Patil NP, Sabashnikov A et al (2014) Bioartificial heart: a human-sized porcine model – the way ahead. PLoS One 9:e111591. DOI 10.1371/journal.pone.0111591PubMedCentralPubMedCrossRef Weymann A, Patil NP, Sabashnikov A et al (2014) Bioartificial heart: a human-sized porcine model – the way ahead. PLoS One 9:e111591. DOI 10.1371/journal.pone.0111591PubMedCentralPubMedCrossRef
Metadaten
Titel
Regenerative Medizin
Therapeutische Alternativen im Bereich thorakaler Erkrankungen
verfasst von
P. Jungebluth
J.C. Haag
P. Macchiarini
Publikationsdatum
01.06.2015
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
Zeitschrift für Herz-,Thorax- und Gefäßchirurgie / Ausgabe 3/2015
Print ISSN: 0930-9225
Elektronische ISSN: 1435-1277
DOI
https://doi.org/10.1007/s00398-014-1094-7

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