Forscher entwickeln 3D-Modell zur Untersuchung von Infektionen der Haarfollikel
Haarfollikel, die kleinsten menschlichen Organe, sind entscheidend für das Anheben der Haarwurzel und die Verankerung des Haares in der Haut. Leider bieten die Bereiche zwischen Haut und Follikel eine ideale Grundlage zur Vermehrung von Mikroorganismen, was zu chronischen Entzündungen führen kann. Im Fall von Akne inversa können sich ernsthafte Folgeerkrankungen wie Diabetes mellitus oder eine Sepsis entwickeln. In Deutschland sind derzeit etwa 830.000 Menschen betroffen. Nun gibt es, dank der additiven Fertigung, jedoch Hoffnung auf eine effektive Heilung und die Verbesserung der Lebensqualität von Betroffenen.
Forscher der Abteilung über biologische Bakterien am Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland haben nun ein 3D-gedrucktes Modell hergestellt, um Wirkstoffe an Haarfollikeln besser untersuchen zu können. Das Modell, das von Prof. Claus-Michael-Lehr in Zusammenarbeit mit der Universität Saarland entwickelt wurde, ermöglicht eine präzisiere Untersuchung von Infektionen und anderen Erkrankungen.
Das 3D-Haarfollikelmodel mit drei Haaren. (Bild: Helmholtz Zentrum für Infektionsforschung HZI)
Das Modell besteht aus lebenden menschlichen Haarfollikeln, die in eine 3D-gedruckte Kollagenmatrix innerhalb eines Polymergerüsts eingebettet sind. Es simuliert die natürliche Umgebung der Haarfollikel und bietet somit eine naturgetreue Nachbildung als bisherige Modelle, bei denen die Follikel in Flüssigkeit frei schwebten. „Unser Modell bietet eine realistischere Nachbildung der menschlichen Haarfollikel-Mikroumgebung und ist langfristig kultivierbar. Wir sind hier aber noch nicht am Ende: Weitere Optimierungen, hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften des Polymers stehen noch aus. Außerdem planen wir, noch zusätzliche Zelltypen wie Fibroblasten und Immunzellen in das Modell mit einzubeziehen, um es noch repräsentativer für die Situation an Patientinnen und Patienten zu machen“, erklärt Erstautor der Studie Samy Aliyazdi.
Das neue 3D-Modell hat bereits gezeigt, dass Nanopartikel besser in die Follikel eindringen und sich dort verteilen können, was ihre Verwendung als Wirkstoffträger vielversprechend macht. Zudem wurde festgestellt, dass die Behandlung mit Staphylococcus aureus vorteilhaft sein könnte. „Unsere Forschung zeigt, dass das Nachbilden der natürlichen Haarfollikelumgebung entscheidend ist, um die Wirksamkeit von Antibiotika zu beurteilen. Dieses Modell könnte die Entwicklung neuer, gezielter Therapien deutlich beschleunigen und gleichzeitig die Zahl der erforderlichen Tierversuche verringern.“, betont Prof. Lehr. HIER erfahren Sie mehr über die Forschung.
Die Darstellung eines Haarfollikels.
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*Coverbildunterschrift: Haarfollikel unter dem Mikroskop
