PolySia: Eine neue bioidentische Gerüstsubstanz  
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POLYSIALINSÄURE

 

Polysialinsäure:
Ein neuer Basisstoff für den Bau von Nervenlenkschienen

Die Sialinsäure ist ein „sauer Zucker“, der als Bestandteil der Glykokalix für die negative Ladung aller tierischen Zellen verantwortlich ist. Der Begriff Polysialinsäure (PolySia) bezeichnet ein Polymerisationsprodukt dieses Zuckers welches nur an wenigen Oberflächenmolekülen im Nervensystem auftritt. Der wichtigste Träger der PolySia ist das neurale Zelladhäsionsmolekül NCAM, welches auf Neuronen und Hüllzellen, der sogenannten Oligodendroglia, auftritt. Im Verlauf der Embryonalentwicklung ist PolySia sehr hoch exprimiert. Beim Erwachsenen dagegen ist das periphere Nervensystem fast frei von PolySia. Nach einer Verletzung von Nerven kommt es jedoch transient zur Wiederexpression von PolySia und zwar vor allem auf Schwann-Zellen, die den Nerven umgeben. In zahlreichen Studien wurde gezeigt, dass die Expression der PolySia den Heilungs(Regenerations)prozess des Nervensystems unterstützt. Besonders eindrucksvoll in diesem Zusammenhang sind Transfektionsstudien, die gezeigt haben, dass Zellen, die konstitutiv PolySia exprimieren, die Nervenregeneration deutlich beschleunigen.

Im peripheren Nerven korreliert die Regeneration direkt mit dem Ausmaß der Verletzung. Ist die Verletzung klein, d.h. ist die Lücke zwischen dem proximalen und dem distalen Nervenstumpf klein, tritt spontane Heilung ein. Bei größeren Defektstrecken müssen die verletzten Nerven neurochirurgisch über Brücken verbunden werden. Dies erfolgt heute in der Regel durch autologe Nerventransplantate, die zuvor aus gesunden Nerven des betroffenen Patienten entnommen wurden. Neben einem zusätzlichen operativen Eingriff birgt dieses Verfahren für den Patienten das Problem, dass nur begrenzt Nerven für eine Autotransplantation zur Verfügung stehen. Nerven, die langstreckig rekonstruiert werden müssten, können nur teilweise versorgt werden. Speziell zur Behandlung von großen Läsionen sind deshalb alternative Transplantatmaterialien dringend erwünscht.

Die DFG-Forschergruppe 548 hat sich zum Ziel gesetzt, das von der Natur optimierte „Material“ PolySia zu gewinnen und in natürlicher oder chemisch modifizierter From für die Herstellung von biohybriden Nervenleitschienen einzusetzen. Neben einer unbegrenzten Verfügbarkeit hätten solche Leitschienen den Vorteil, dass sie nach erfolgter Nervenrekonstruktion mithilfe PolySia-spaltender Enzyme gezielt aufgelöst werden könnten, was einen nochmaligen operativen Eingriff überflüssig machen würde.

In der interdisziplinären Forschergruppe 548 arbeiten sieben Arbeitsgruppen der Medizinischen Hochschule, der Leibniz-Universität und des Deutschen Kautschuk- Instituts seit 2004 eng zusammen. Ziele sind die Herstellung von PolySia im großen Maßstab, die chemische und biotechnologische Modifikation von PolySia, die Herstellung von PolySia-Nanofasern und –vliesen und die Erprobung dieser Materialien in vitro und in vivo. Die Förderung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft wurde 2008 für weitere drei Jahre bewilligt.

 
 

 

 

DFG-Forschergruppe 548
Polysialinsäure:
Eine neue bioidentische Gerüstsubstanz

 

Koordination
Prof. Dr. Rita Gerardy-Schahn
Medizinische Hochschule Hannover
Institut für Zelluläre Chemie


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