Experimentelle intravaskuläre Gentherapie von malignen ZNS ...

1. Einleitung 6
(CLAYTON, et al., 1993; SIEBERS et al., 1997; MULLEN et al., 2000), aber auch die
Einkapselung von rekombinanten Zellen zur Übertragung von therapeutischen
Genprodukten, wie humane (CHANG et al., 1993) oder mausartige (AL-HENDY et al., 1995)
Wachstumshormone bzw. der menschliche Gerinnungsfaktor IX (LIU et al., 1993; HORTELANO
et al.,1996), in Alginat ein. Die Einkapselung von Langerhans’schen Inselzellen in protektiven
Alginat-Mikrokapseln wurde erstmals von LIM UND SUN (1980) erwähnt. Diese
Wissenschaftler erzielten Erfolge bei der Einkapselung lebender Inselzellen in eine
semipermeable Membran, die aus vernetztem Alginat gebildet wurde. Da Alginat aufgrund
seiner chemischen Struktur die natürliche Umgebung von Zellen im Körper sehr gut
nachahmen kann, wurde bereits seit einigen Jahren von verschiedenen internationalen
Forschungsgruppen versucht, künstliche Organe auf der Basis von Alginatgelen
herzustellen. Für biohybride oder bioartifizielle Organe als neues Konzept für die
biomedizinsche Therapieentwicklung werden lebende, körperfremde Zellen für
therapeutische Anwendungen isoliert, modifiziert und an spezifischen Wirkorten im Patienten
implantiert. In ersten klinischen Studien wurden bespielsweise die bereits erwähnten Insulin
produzierenden Zellen aus Schweinen zur Therapie von Diabetes mellitus oder gentechnisch
modifizierte Fibroblasten zur Therapie des Morbus Parkinson, Alzheimer oder Huntington
eingesetzt (HOFFMANN, 1992; LYSAGHT et al., 1994; GALETTI et al., 1995).
Obwohl Alginat die Anforderungen als Zusatzstoff, d.h. als Stabilisator und Verdickungsmittel,
in Nahrungsmitteln, pharmazeutischen Produkten, in der Biotechnologie zum
Einschluss von Zellen, in der Medizin und Zahntechnik zur Wundversorgung erfüllt, können
kleinere Mengen an Polyphenolen, die im Alginat enthalten sind, sensitive Zellen schädigen
(SMIDSRØD UND SKJÅK-BRÆK, 1990; Prof. Dr. U. Zimmermann, Universität Würzburg).
Deshalb muss Alginat für moderne therapeutische Verfahren in der Anwendung als
biokompatibles Implantationsmaterial von störenden Verunreinigungen, wie Pyrogenen und
immunogenen Stoffen (Proteine und komplexe Kohlenhydrate), befreit werden. Im Hinblick
auf die Protektion vor Immunreaktionen des Wirtes wurden bisher zahlreiche
Mikroverkapselungen von eukaryontischen Zellen unternommen, um eine Minimierung von
Entzündungen, die durch Mikrokapseln hervorgerufen werden, zu erreichen. Denn die
physikalische Immunoisolation mit Hilfe einer semipermeablen Hydrogelmatrix bietet Schutz
vor sofortiger Zerstörung der lebenden, körperfremden Zellen durch das Immunsystem des
Empfängers (KULSENG et al., 1999; SAKAI et al., 2000). Diese Matrix ermöglicht einerseits die
Versorgung der eingeschlossenen Zellen mit Nähr- und Wirkstoffen und die ungehinderte
Passage bzw. Ausschleusung eines therapeutischen Agens (DE VOS et al., 1993).
Andererseits dürfen aber Zellen oder zytotoxische Komponenten des Immunsystems diese