Ursache für Schwerhörigkeit bis hin zur Taubheit sind meist geschädigte Haarsinneszellen im Innenohr. Mit dem Cochlea-Implantat (CI) überbrücken Mediziner diese Zellen, indem sie winzige in Silikonträger eingebettete Elektroden in die Hörschnecke (Cochlea) schieben und so den Hörnerv direkt stimulieren. Je besser es gelingt, die Nervenfasern an die CI-Elektroden anzukoppeln, desto erfolgreicher ist die Spracherkennung der Patienten. Mediziner entwickeln nun neue CI-Elektroden, die bestimmte Wirkstoffe abgeben, und so für ein zielgenaues Andocken der Nervenzellen an das Implantat sorgen.
In Zellkulturexperimenten stellte sich heraus, dass spezielle Wachstumsfaktoren (FGF-1, NT-3) und Proteine der natürlichen Zellumgebung – insbesondere Laminin – die Anzahl und die Länge der Nervenfasern (Neuriten) erhöhen. Zudem können die Forscher mithilfe stimulierender und abstoßender Komponenten (Molekülgruppe der Ephrine) die Wachstumsrichtung der Neuriten lenken.
Elektrode „bioaktiv beschichtet“
Mit diesem „Instrumentarium“ entwickeln die Forscher um Professor Dr. Stefan Dazert von der RUB nun die „bioaktive Elektrode“, die durch eine entsprechende Beschichtung des Elektrodenträgers die auswachsenden Neuriten gezielt zu bestimmten Arealen des Implantats hinlenkt und deren Aufwachsen auf die Elektrode fördert beziehungsweise Nervenfasern von anderen Arealen fernhält. Auch weiter entfernte Neuriten lassen sich anlocken, wenn über Kanäle im Elektrodenträger zusätzlich Wachstumsfaktoren abgegeben werden.
Als geeignete Elektroden-Materialien – auf deren Oberfläche die Zellen eine rege Neuritensprossung zeigen – stellten sich Titan und Platin heraus. In Kooperation mit Chemikern der Ruhr-Universität wollen die Forscher auch klären, ob sich die Nervenzellen durch eine Feinabstimmung der elektrischen Reizströme gezielt stimulieren lassen.
Erste Erfolge auf einem langen Weg
Auch auf dem Gebiet der Stammzellforschung verzeichnen die Bochumer Mediziner erste Erfolge. In Kooperation mit Wissenschaftlern der University of California San Diego, USA, haben sie nachgewiesen, dass neurale Stammzellen in Zellkultur mit Rattenexplantaten zu Nervenzellen der Hörbahn differenzieren können. Dabei produzieren die Haarzellen der Rattenexplantate vermutlich Wachstumsfaktoren, die das Aussprossen der Nervenfasern anregen.
In einem anderen Versuch überlebten Stammzellen noch sieben Tage nach der Injektion in die Cochlea von drei Monate alten Ratten. Bis zu einem möglichen therapeutischen Einsatz dieser hoffnungsvollen Ergebnisse ist es dennoch ein weiter Weg.
(idw – Ruhr-Universität Bochum, 01.03.2006 – DLO)
