Die Wissenschaft hinter der Lipogems®-Technologie verstehen

Francesca Bianchi, Margherita Maioli, Erika Leonardi, Elena Olivi, Gianandrea Pasquinelli, Sabrina Valente, Armando J. Mendez, Camillo Ricordi, Mirco Raffaini, Carlo Tremolada, Carlo Ventura · Cell Transplantation · 2013

Forscher entwickeln enzymfreie Methode zur Aufbereitung von Fettgewebe

Diese bahnbrechende Studie stellte das Lipogems®-System vor – eine neue Methode zur Aufbereitung von Fettgewebe aus dem eigenen Körper. Herkömmliche Verfahren verwenden Enzyme (Substanzen, die Gewebe abbauen), um Heilungszellen aus dem Fett zu gewinnen. Der Lipogems®-Ansatz nutzt stattdessen sanfte mechanische Kräfte, um die natürliche Struktur des Fettgewebes zu erhalten. Dadurch verbleiben die Heilungszellen in ihrer ursprünglichen Umgebung, was ihre Wirksamkeit verbessern kann.

Die Forscher wollten mehrere Probleme bestehender Methoden lösen. Eingefrorenes Fettgewebe verliert häufig seine Heilungszellen. Die Vermehrung von Zellen im Labor ist schwierig. Und stark aufbereitete Zellen unterliegen strengen Vorschriften, die ihre Anwendung bei Patienten verzögern. Lipogems® begegnet diesen Herausforderungen durch eine minimale Gewebeaufbereitung in einem geschlossenen, sterilen System.

Fettgewebe enthält wirkungsvolle Heilungszellen

Ihr Fettgewebe ist weit mehr als nur ein Energiespeicher. Es enthält spezielle Zellen, sogenannte Perizyten und mesenchymale Stammzellen (MSCs). Perizyten umhüllen kleinste Blutgefäße und unterstützen Heilungsprozesse. MSCs können sich zu verschiedenen Gewebetypen entwickeln, darunter Knochen-, Knorpel- und Fettzellen.

Die Studie ergab, dass Fettgewebe etwa zwei Prozent Heilungszellen enthält. Das ist deutlich mehr als im Knochenmark, wo nur eine von 25.000 bis 100.000 Zellen eine MSC ist. Fettgewebe lässt sich zudem einfacher durch einen unkomplizierten Liposuktionseingriff gewinnen.

Lipogems® bewahrt die natürliche Gewebearchitektur

Als die Forscher das aufbereitete Lipogems®-Produkt unter dem Mikroskop untersuchten, machten sie eine wichtige Entdeckung. Das Gewebe behielt seine natürliche Struktur, mit winzigen Blutgefäßen eingebettet zwischen den Fettzellen. Diese erhaltene Architektur umfasste zahlreiche Perizyten und MSCs, die noch mit den Blutgefäßwänden verbunden waren.

Im Gegensatz dazu zeigte Standard-Lipoaspirat (unaufbereitetes Fett aus der Liposuktion) eine stärker zerstörte Gewebestruktur. Die sanfte mechanische Aufbereitung bei Lipogems® erhielt das, was Forscher als „stromal-vaskuläres Gewebe" bezeichnen. Dieses Netzwerk aus Stützzellen und Blutgefäßen scheint für die Heilung von entscheidender Bedeutung zu sein.

Aufbereitetes Fett übersteht das Einfrieren besser als Standardfett

Ein wesentlicher Vorteil zeigte sich, als die Forscher das Gewebe einfroren und wieder auftauten. Standard-Lipoaspirat verlor nach der Kryokonservierung (Einfrieren zur Aufbewahrung) viele seiner Heilungszellen. Das Lipogems®-Produkt hingegen behielt seine vorteilhaften Eigenschaften selbst nach dem Einfrieren.

Diese Erkenntnis hat praktische Bedeutung für Patienten. Ärzte könnten aufbereitetes Gewebe möglicherweise für zukünftige Behandlungen aufbewahren. Die Studie untersuchte auch Gewebe von Kadavern (verstorbenen Spendern) und fand ähnlich erhaltene Eigenschaften. Dies eröffnet Möglichkeiten für künftige „Gewebeprodukte von der Stange".

Zellen zeigen starkes regeneratives Potenzial

Die Forscher testeten Zellen aus dem Lipogems®-Produkt unter Laborbedingungen. Diese Zellen zeigten klassische Stammzelleigenschaften:

  • Sie konnten sich zu knochenbildenden Zellen entwickeln (osteogen)

  • Sie konnten sich zu Knorpelzellen entwickeln (chondrogen)

  • Sie konnten sich zu Fettzellen entwickeln (adipogen)

Bei Behandlung mit natürlichen Molekülen, die das Blutgefäßwachstum fördern, zeigten aus Lipogems® gewonnene Zellen eine verstärkte Aktivität von Genen, die an der Bildung neuer Blutgefäße beteiligt sind. Diese Reaktion war stärker als bei Zellen, die durch enzymbasierte Verfahren gewonnen wurden.

Was das für Ihre Behandlungsmöglichkeiten bedeutet

Diese Laborstudie schuf die wissenschaftliche Grundlage für die Lipogems®-Technologie. Die Forschung zeigte, dass sanfte mechanische Aufbereitung die natürliche Heilungsumgebung im Fettgewebe bewahren kann. Die wichtigsten Vorteile sind:

  • Keine Enzyme oder chemischen Zusätze erforderlich

  • Geschlossenes System reduziert das Kontaminationsrisiko

  • Gewebe übersteht das Einfrieren besser als bei Standardmethoden

  • Reich an Perizyten und MSCs, die die Heilung unterstützen

Da diese Aufbereitungsmethode als „minimale Manipulation" gilt, unterliegt sie weniger regulatorischen Hürden als stark aufbereitete Zellprodukte. Dies hat dazu beigetragen, dass Lipogems® Patienten schneller zur Verfügung steht als Behandlungen, die eine aufwendige Laborvermehrung erfordern.

Wenn Sie eine regenerative Behandlung in Betracht ziehen, zeigt diese Forschung, dass Ihr eigenes Fettgewebe reichlich Heilungszellen enthält. Das Lipogems®-System bietet eine Möglichkeit, diese Zellen zu gewinnen und zu nutzen, während sie in ihrer natürlichen, unterstützenden Umgebung verbleiben.

Quelle: Bianchi et al., Cell Transplantation, 2013.

Originalpublikation

A New Nonenzymatic Method and Device to Obtain a Fat Tissue Derivative Highly Enriched in Pericyte-Like Elements by Mild Mechanical Forces From Human Lipoaspirates

Francesca Bianchi, Margherita Maioli, Erika Leonardi, Elena Olivi, Gianandrea Pasquinelli, Sabrina Valente, Armando J. Mendez, Camillo Ricordi, Mirco Raffaini, Carlo Tremolada, Carlo Ventura · Cell Transplantation · 2013

Adipose tissue contains multipotent elements with phenotypic and gene expression profiles similar to human mesenchymal stem cells (hMSCs) and pericytes. The chance of clinical translation of the multilineage potential of these cells is delayed by the poor/negligible cell survival within cryopreserved lipoaspirates, the difficulty of ex vivo expansion, and the complexity of current Good Manufacturing Practice (cGMP) requirements for expanded cells. Hence, availability of a minimally manipulated, autologous, hMSC/pericyte-enriched fat product would have remarkable biomedical and clinical relevance. Here, we present an innovative system, named Lipogems, providing a nonexpanded, ready-to-use fat product. The system uses mild mechanical forces in a completely closed system, avoiding enzymes, additives, and other manipulations. Differently from unprocessed lipoaspirate, the nonexpanded Lipogems product …

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