Schwannzell-unterstützte Regeneration peripherer Nerven der Ratte nach Interposition größerer Defekte durch Muskeltransplantate (Neurowissenschaftliches Graduiertenkolleg)

Die autologe Transplantation peripherer Nerven zur Überbrückung von Nervendefekten ist eine etablierte Methode in der plastischen rekonstruktiven Chirurgie. Für eine spannungsfreie Nervennaht ist dabei meist ein Nerventransplantat erforderlich. Dieses wird jedoch bei der Überbrückung langstreckiger Defekte zum limitierenden Faktor, da die Anzahl der Verfügung stehenden körpereigenen Spendernerven begrenzt ist.
Alternativ praktizierte Methoden zur Überbrückung weitreichender Defekte im peripheren Nervensystem, wie Venen- oder Skelettmuskelinterponate, zeigen nur unzureichende Regenerationerfolge, da sie einen großen Nachteil haben: sie berücksichtigen die für den Regenerationsprozeß eines peripheren Nerven unerläßlichen Schwannschen Zellen (SZ) mit ihren neurotrophen Wirkungen nicht. Die Transplantation allogener Spendernerven ist mit den Risiken einer lebenslangen Immunsuppression verbunden und somit in der Humanmedizin derzeit nicht vertretbar. Im vorgestellten Forschungsvorhaben soll die Möglichkeit der Regeneration peripherer Nerven nach Interposition der Defekte durch SZ untersucht werden. Dabei sollen die SZ zuerst in vitro gezüchtet und dann congen in eine defektnahe Vene eingebracht und in den Defekt interponiert werden. So entsteht eine endogene Regenerationsschiene für den lädierten Nerven, mit der die limitierenden Punkte der oben vorgestellten Methoden ausgeräumt werden, was deutlich bessere Regenerationsprozesse im peripheren Nervensystem induzieren sollte. Angezielt sind tierexperimentelle Ergebnisse, auf denen aufbauend neue Therapiestrategien für die Plastische und Wiederherstellungschirurgie entwickelt werden können.

Denatured or acellular muscle grafts are known to support axonal regeneration. With increasing gap length failure of regeneration is evident due to the lack of viable Schwann cells in the graft. We created a biological nerve conduit in the rat sciatic nerve model by implanting cultured Schwann cells into an acellular gracilis muscle. Autologous nerve grafts and acellular muscle grafts without Schwann cells served as controls. After six weeks regeneration was assessed clinically, histologically and morphometrically. The PCR analysis showed that the implanted Schwann cells remain viable within the graft. A good regeneration was noted in the muscle-Schwann cell-group, while regeneration in the muscle grafts without Schwann cells was significantly impaired. The muscle-Schwann cell graft shows a systematic and organized regeneration including a proper orientation of regenerated fibers. The number of axons regenerating through the muscle-Schwann cell-grafts was significantly increased compared with the acellular muscle without Schwann cells. The implantation of Schwann cells into an acellular muscle provides a biological conduit with large basal lamina tubes as pathway for regenerating axons and the positive effects of Schwann cells producing neurotrophic and neurotropic factors, and thus, support axonal regeneration.