Biogewebe aus dem Drucker

Wie ein 3D-Bio-Drucker helfen soll Medikamente und neue Therapien zu testen und Gewebeersatz zu generieren.

Als Michael Ausserlechner von der Universitätsklinik für Pädiatrie I der Medizinischen Universität Innsbruck keine passenden Gewebestrukturen für seine Forschung finden konnte, hat er kurzerhand damit begonnen, mit einem 3D-Drucker diese Modelle selbst zu entwickeln und herzustellen. Mit dem Ergebnis, dass nun ein 3D-Biodrucker und durch Elektrospinning hergestellte Membranen vielversprechende und innovative Möglichkeiten eröffnen, mikrobiologische und medizinische Forschungsfragen zu lösen und Experimente durchzuführen.

Gewebe nachbilden

„Statt Druckertinte verwenden wir eine visköse Flüssigkeit, etwa Gelatine, angereichert mit verschiedenen Peptiden. Durch ein elektrisches Feld werden die Tropfen in die Länge gezogen und feinste Fasern herausgerissen, sodass unser Elektro-Spinning-Gerät eine feine Faserschicht oder eine haardünne Membran produziert. Dennoch handelt es sich dabei um eine poröse Struktur mit großer Oberfläche, an der sich Zellen anhaften und in die sie hineinwandern können“, erklärt Ausserlechner. Mit dem 3D-Biodrucker kann weiter in die dritte Dimension gegangen und können Mikrometer- bis Millimeter-hohe Gewebestrukturen, wie eine künstliche Haut aus lebenden Zellen gedruckt werden. Es handelt sich bei den so geschaffenen Gewebestrukturen zwar noch immer um künstliche Systeme, aber die Bedingungen für die Zellen sind denen im Körper sehr ähnlich. Gemeinsam mit der Molekularbiologin Judith Hagenbuchner gründete Ausserlechner das erste Labor für additiven 3D-Biodruck in Österreich. „Unser Ziel ist es, mittels leistungsfähiger high-end 3D-Biodrucker körpereigenes Gewebe und Tumorgewebe dreidimensional nachzubilden und sie anschließend zu gewebeartigen Strukturen reifen zu lassen, sodass damit Medikamente, potentiell toxische Substanzen und neue Therapien getestet werden können“, so Ausserlechner. Mittelfristig sollen patient*innenspezifische Tests entwickelt und mittels 3D-Biodruck von Patient*innenzellen Gewebeersatz generiert werden.

© Hagenbuchner

Über den/die Forscher*In

Michael J. Ausserlechner ist Assoziierter Professor und Leiter molekularbiologischen Forschungslabors an der Universitätsklinik für Pädiatrie I der Medizin Uni Innsbruck. Während seiner Doktorarbeit am Institut für Molekulare Pathophysiologie beschäftigte er sich mit den molekularen Mechanismen des programmierten Zelltods und der Zellzykluskontrolle bei menschlicher Leukämie. Nach zwei Jahren Postdoc in dieser Gruppe wechselte er in die Abteilung für Pädiatrie, wo er das Molekularbiologische Forschungslabor und gemeinsam mit Judith Hagenbuchner das 3D-Biodruck-Labor aufbaute und eine unabhängige Forschungsgruppe leitete. Seit 2014 ist Michael J. Ausserlechner außerordentlicher Professor an der Abteilung für Pädiatrie I. Die Hauptforschungsinteressen sind die molekulare Funktion und Regulation von FOXO-Transkriptionsfaktoren und IAPs, ihre Wirkung auf die ROS-Regulation und Ansätze zur Modulation ihrer Aktivität durch kleine, arzneimittelähnliche Verbindungen .