{"id":61604,"date":"2025-02-27T00:01:33","date_gmt":"2025-02-26T23:01:33","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=61604"},"modified":"2025-02-26T12:13:48","modified_gmt":"2025-02-26T11:13:48","slug":"3d-gedruckte-menschliche-hautaequivalente-hsv-behandlungen-270220251","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/3d-gedruckte-menschliche-hautaequivalente-hsv-behandlungen-270220251\/","title":{"rendered":"\u00c4quivalente von 3D-gedruckter menschlicher Haut zur Identifizierung von neuen HSV-Behandlungen"},"content":{"rendered":"

Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation sind sch\u00e4tzungsweise 64 % der Weltbev\u00f6lkerung mit dem Herpes-Simplex-Virus (HSV) infiziert. Das Virus verursacht Herpes im Mund und im Genitalbereich. Es kann zwar asymptomatisch sein, aber auch schmerzhafte Sch\u00fcbe verursachen und die Infizierten anf\u00e4llig f\u00fcr HIV machen. Vor allem f\u00fcr immungeschw\u00e4chte Menschen kann das Virus sehr belastend sein. Nat\u00fcrlich gibt es antivirale Mittel zur Behandlung der Krankheit, das g\u00e4ngigste ist Aciclovir, aber die Behandlungen sind keine Heilung. Sobald eine Person infiziert ist, wandert das HSV in ihre Nervenzellen, wo es sich zu vermehren beginnt und sich vor antiviralen Behandlungen oder dem Immunsystem verstecken kann. Innerhalb weniger Wochen kann das Immunsystem die Prim\u00e4rinfektion beseitigen, aber das HSV verbleibt in den Nervenzellen, die es zuerst infiziert hat, und verbleibt lebenslang im K\u00f6rper. Jetzt werden dank des 3D-Drucks<\/a> neue HSV-Behandlungen entwickelt.<\/p>\n

Die derzeitigen Medikamente sind gegen latentes HSV nicht wirksam und erfordern zudem eine konstant hohe Dosierung. Die Patienten k\u00f6nnen auch gegen diese Behandlungen resistent werden, die die Symptome oft nicht ausreichend kontrollieren. Deshalb arbeitet Dr. Jia Zhu, eine au\u00dferordentliche Professorin in der Fred Hutch Vaccine and Infectious Disease Division, die ihre Karriere der Erforschung von HSV gewidmet hat, an besseren HSV-Behandlungen. In einem Artikel f\u00fcr das Fred Hutch Cancer Center teilte sie mit, dass der Schl\u00fcssel zur Entwicklung besserer Behandlungen darin liegt, zu verstehen, warum wir unsere derzeitigen antiviralen Behandlungen \u00fcberhaupt haben.<\/p>\n

\"\"

Hautschichten (Credit: Zhu Lab)<\/p><\/div>\n

Der Typ des sich replizierenden HSV, gegen den Virostatika eingesetzt werden k\u00f6nnen, kommt vor allem in der Basalschicht der Epithelzellen vor, also in der innersten Schicht der Epidermis. Dies erkl\u00e4rt, warum die mit Herpes verbundenen Wunden und Geschw\u00fcre h\u00e4ufig in Barriere-Epithelgeweben wie der Mundschleimhaut und der Genitalhaut auftreten. \u201eDies ist zwar ein komplexer Prozess, der von vielen verschiedenen Zelltypen, die gemeinsam das Epidermisgewebe strukturieren, unterst\u00fctzt wird<\/em>\u201c, so Dr. Zhu, \u201caber die antiviralen Mittel, die wir heute zur Behandlung von HSV einsetzen, wurden mit Hilfe von In-vitro-Kulturen von Vero-Zellen und Fibroblasten entwickelt<\/em>.\u201c<\/p>

\"\"<\/a><\/div>\n

Vero-Zellen werden aus der Niere eines afrikanischen gr\u00fcnen Affen gewonnen und sind eine der am h\u00e4ufigsten verwendeten kontinuierlichen S\u00e4ugetierzelllinien in der zellbiologischen Forschung, und Fibroblasten sind der am h\u00e4ufigsten vertretene Zelltyp im Bindegewebe. Das Problem ist, dass diese derzeitige Methode der Arzneimittelentwicklung weder die In-vivo-Relevanz noch die Gewebeumgebung erfasst. \u201eEs ist vielleicht nicht \u00fcberraschend, dass diese Virostatika bei HSV-Infektionen von Patienten nicht optimal wirken<\/em>\u201c, f\u00fcgte Dr. Zhu hinzu.<\/p>\n

Die Postdoktoranden Dr. Ian Hayman aus dem Zhu-Labor und Dr. Tori Ellison aus dem Ferrer-Labor am National Center for Advancing Translational Sciences, die Experten auf dem Gebiet der Biofabrikation mithilfe von 3D-Drucktechnologien<\/a> sind, haben daher eine Studie durchgef\u00fchrt, in der sie \u201emenschliche Haut\u00e4quivalente<\/em>\u201c im 3D-Druckverfahren hergestellt haben. Diese menschlichen Haut\u00e4quivalente bilden die menschliche Hautarchitektur in einem Format nach, das sich f\u00fcr antivirale Untersuchungen und pr\u00e4klinische Tests eignet.<\/p>\n

Wie wurden die menschlichen Haut\u00e4quivalente hergestellt?<\/h3>\n

Nach Angaben des Fred Hutch Cancer Center druckte das Zhu-Labor die menschlichen Haut\u00e4quivalente in 3D, indem es Fibroblasten in speziell entwickelte Kulturgef\u00e4\u00dfe einbrachte, Keratinozyten auf dieser Fibroblastenschicht anordnete und die Zellen in verschiedenen Medienformulierungen inkubierte. Das Ergebnis? Kleine Organoide, die der menschlichen Haut sehr \u00e4hnlich sind, mit dermalem Gewebe (das haupts\u00e4chlich aus Fibroblasten besteht) und geschichteten epidermalen Gewebeschichten (die haupts\u00e4chlich aus Keratinozyten bestehen).<\/p>\n

Dies ist nicht das erste Mal, dass haut\u00e4hnliches Material in 3D gedruckt wird. Im M\u00e4rz 2024 druckten Forscher der Penn State<\/a> das erste vollst\u00e4ndige und lebende System, das aus mehreren Hautschichten bestand, in 3D. Zuvor hatten andere Forscher bereits erfolgreich d\u00fcnne Hautschichten 3D-gedruckt. Die Haut aus dem Zhu-Labor wurde jedoch speziell f\u00fcr die Entwicklung einer HSV-Behandlung entwickelt.<\/p>\n

\"\"

3D-Druck-Prozess (Bild: Zhu Lab)<\/p><\/div>\n

Konkret entwickelte das Labor zwei Arten dieses organoiden Systems: eines zur Simulation der Erstinfektion mit HSV und ein weiteres zur Simulation eines Aufflammens von HSV aus latenten Reservoiren. Die Erstinfektion wurde durch Eintauchen des Modells in Kulturmedien mit HSV simuliert. Die Simulation des Aufflackerns des latenten HSV erfolgte durch ein Luft-Fl\u00fcssigkeits-Grenzfl\u00e4chenmodell (ALI), bei dem das HSV auf der Medienseite des Gewebes hinzugef\u00fcgt wurde, um zu simulieren, dass es von der Unterseite der Epidermis kommt.<\/p>\n

Testen von Medikamenten mit der 3D-gedruckten Haut<\/h3>\n

Anschlie\u00dfend untersuchte das Zhu-Labor 738 Pr\u00e4parate auf ihre Wirksamkeit gegen experimentelle HSV-Infektionen, was keine geringe Leistung war. Darunter waren sowohl neuartige als auch von der FDA zugelassene Medikamente. Um die Auswirkungen der Behandlungen zu visualisieren, verwendete das Team ein rekombinantes HSV, das ein gr\u00fcn fluoreszierendes Protein exprimierte, und Fibroblasten mit einem rot fluoreszierenden Protein. Nach der Verabreichung der Medikamente konnten sie deren Wirkung mithilfe der Fluoreszenzmikroskopie mit hohem Gehalt verfolgen. Medikamente, die das gr\u00fcne HSV-Signal gut eliminierten, waren \u201eon-target\u201c, und Medikamente, die das rote Fibroblasten-Signal reduzierten, waren \u201eoff-target\u201c und beeintr\u00e4chtigten das Wirtsgewebe.<\/p>\n

Das Team war von seinen Ergebnissen \u00fcberrascht. Sie entdeckten fast 20 antivirale Verbindungen, die die HSV-Infektion bei minimaler Toxizit\u00e4t f\u00fcr die Wirtszellen wirksam unterdr\u00fcckten. Dar\u00fcber hinaus entdeckten sie signifikante zelltypspezifische Unterschiede in der Wirksamkeit neuartiger und bestehender antiviraler HSV-Mittel, einschlie\u00dflich Aciclovir. \u201eUrspr\u00fcnglich hatten wir Acyclovir als Positivkontrolle verwendet, um neue antivirale Wirkstoffkandidaten zu testen, aber wir waren schockiert, als wir feststellten, dass Acyclovir im Unterwassermodell (in dem HSV haupts\u00e4chlich Keratinozyten infiziert) mindestens eine Gr\u00f6\u00dfenordnung weniger wirksam war als im ALI-Modell (in dem HSV haupts\u00e4chlich Fibroblasten infiziert)<\/em>\u201c, so Hayman.<\/p>\n

Weitere Tests ergaben, dass die zur wirksamen Unterdr\u00fcckung von HSV in Keratinozyten erforderlichen Acyclovir-Dosen h\u00f6her waren als die maximalen Serumkonzentrationen von Acyclovir, die bei Patienten, die das Medikament einnahmen, festgestellt wurden. Dr. Zhu f\u00fcgte hinzu: \u201eWenn man bedenkt, dass Keratinozyten der Hauptzelltyp der Haut sind, in dem sich das HSV bei Patienten repliziert, k\u00f6nnte die Tatsache, dass Aciclovir bei der Unterdr\u00fcckung des HSV in diesem Zelltyp nicht so wirksam ist, erkl\u00e4ren, warum es bei der Behandlung von HSV-Sch\u00fcben nicht immer wirksam ist!<\/em>\u201c<\/p>\n

\"\"

Untergetauchtes Gewebe wurde mit verschiedenen MOI infiziert und dann zu bestimmten Zeiten abgebildet. Fibroblasten exprimieren tdTomato (orange), w\u00e4hrend infizierte Zellen GFP (gr\u00fcn) exprimieren (Bild: Zhu Lab)<\/p><\/div>\n

Entwicklung von Medikamenten<\/h3>\n

In Zukunft wird das Zhu-Laborteam die besten antiviralen Kandidaten weiter untersuchen und die menschlichen Haut\u00e4quivalente ausdrucken, um zu sehen, wie die antivirale Wirksamkeit mit spezifischen, vom Patienten stammenden Zelltypen zusammenh\u00e4ngt. Hayman und Zhu schlussfolgern: \u201eWir sind besonders begeistert von der Aussicht, patienteneigene Zellen zu verwenden, um die n\u00e4chste Generation dieser Hautorganoide in 3D zu drucken, denn dies w\u00fcrde es uns erm\u00f6glichen, die patientenspezifische Biologie in die Pipeline der Medikamentenentwicklung einzubeziehen und sicherzustellen, dass die Medikamente, f\u00fcr deren Erprobung wir Zeit und Geld aufwenden, tats\u00e4chlich in den zellul\u00e4ren Umgebungen wirksam sind, in denen sie letztendlich eingesetzt werden.<\/em>\u201c<\/p>\n

Die 3D-Bioprint-Hautplattform unterst\u00fctzte das Projekt, indem sie variable genetische Hintergr\u00fcnde fr\u00fchzeitig in die Medikamententests einbezog. So wurde ein physiologisch relevanterer Ansatz zur Identifizierung potenzieller antiviraler Mittel f\u00fcr die Entwicklung von HSV-Medikamenten geschaffen, der vielversprechend ist und die Vorteile des 3D-Drucks unter Beweis stellt. Weitere Informationen \u00fcber das Projekt finden Sie in dem Artikel des Fred Hutch Centers HIER<\/a>.<\/p>\n

Was halten Sie \u00fcber diese neue Art der HSV-Behandlung? Lassen Sie uns dazu einen Kommentar da, oder teilen Sie es uns auf Facebook<\/a>\u00a0oder\u00a0LinkedIN<\/a>\u00a0mit. Wenn Sie mehr zum 3D-Druck in der Medizin lesen m\u00f6chten, schauen Sie auf unserer\u00a0Landing Page<\/a>\u00a0vorbei. M\u00f6chten Sie au\u00dferdem eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach erhalten? Dann registrieren Sie sich jetzt f\u00fcr unseren\u00a0w\u00f6chentlichen Newsletter<\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation sind sch\u00e4tzungsweise 64 % der Weltbev\u00f6lkerung mit dem Herpes-Simplex-Virus (HSV) infiziert. Das Virus verursacht Herpes im Mund und im Genitalbereich. Es kann zwar asymptomatisch sein, aber auch schmerzhafte Sch\u00fcbe verursachen und die Infizierten anf\u00e4llig f\u00fcr HIV…<\/p>\n","protected":false},"author":6102,"featured_media":61608,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"content-type":"","footnotes":""},"categories":[49,40],"tags":[],"class_list":["post-61604","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-aktuelles","category-medizin"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/61604","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/6102"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=61604"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/61604\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":61610,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/61604\/revisions\/61610"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/61608"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=61604"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=61604"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=61604"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}