Von der Natur lernen für das Einfrieren von Nabelschnurblut
Ich freue mich sehr, dass nun wieder ein neues Forschungsprojekt mit unserer Beteiligung startet. Dieses Mal geht es nicht um eine Studie zu neuen Therapien, sondern um eine Alternative zu unserem bestehenden Frostschutzmittel.
Gemeinsam mit der BioPlanta GmbH Leipzig, dem Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie (IZI) Leipzig und dem Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie in Halle möchten wir ein Verfahren zur Produktion von Frostschutzproteinen entwickeln, um diese für die Kältekonservierung unserer Nabelschnurblut-Präparate zu nutzen. Unser dreijähriges Forschungsprojekt wird von der sächsischen Aufbaubank mit insgesamt 824.000 Euro gefördert.
Hintergrund ist, dass sich das Wasser in den Zellen im Nabelschnurblut beim Einfrieren ausdehnt. Es entstehen Eiskristalle, die die Zellen zerstören können. Bisher nutzen wir bei der Kältekonservierung unserer Stammzell-Präparate das Gefrierschutzmittel Dimethylsulfoxid (DMSO), um die Zellen beim Einfrieren vor den gefährlichen Kristallen zu schützen. Das ist zwar bedenkenlos für die Nabelschnurblut-Einlagerung einsetzbar, wir würden aber gern die Chemikalie DMSO durch natürliche Stoffe wie pflanzliche Frostschutzproteine ersetzen.
Wir wollen dabei sozusagen von der Natur lernen, denn auch frostresistente Pflanzen, Fische oder Insekten bilden Frostschutzproteine, um ihr Überleben bei niedrigen Temperaturen zu sichern. Frostschutzproteine setzen den Gefrierpunkt von Wasser herunter, indem sie an die Oberfläche des gerade entstehenden Eiskristalls binden. Damit können sich keine weiteren Eiskristalle binden, das Wachstum der Eiskristalle wird verhindert.
Wie geht es jetzt konkret weiter? Zunächst wollen die BioPlanta, das IZI und das Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie die Frostschutzproteine aus geeigneten Pflanzen isolieren. Anschließend werden wir die so gewonnenen Proteine an Stammzellproben – natürlich extra für die Forschung freigegebene – testen. Überleben die Zellen die Kältekonservierung mithilfe der pflanzlichen Proteine, wäre das ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu einer neuen, der Natur nachempfundenen Konservierungsmethode.
(Dr. Heike Opitz)