Verschiedene Krebsarten wie Leukämie, bestimmte angeborene Krankheiten oder auch Herzoperationen wirken sich auf die Qualität oder Quantität der Blutplättchen aus. Da die Thrombozyten für die Blutgerinnung verantwortlich sind, kann es bei einem Mangel zu Blutungen kommen und eine Transfusion ist häufig die indizierte Behandlung. In der Schweiz werden jährlich 35-40.000 Transfusionen von Thrombozyten freiwilliger Spender durchgeführt, wie aus dem Bericht "Hämovigilanz" 2021 von Swissmedic hervorgeht.
Das Problem wird sich in den nächsten Jahren wahrscheinlich noch verschärfen, da die Bevölkerung wächst und altert, die Zahl der Blutkrebserkrankungen steigt und sich die Behandlung dieser Erkrankungen ändert. Ein echtes Problem für die Krankenhäuser, die bereits jetzt unter Hochdruck arbeiten. Da Spenderplättchen bei Raumtemperatur aufbewahrt werden müssen, verhindert die sehr kurze Verfallszeit - vier bis sieben Tage, um bakterielle Kontaminationen zu vermeiden - das Anlegen von Vorräten. HemostOD, ein Start-up-Unternehmen der EPFL, entwickelt eine Technologie zur Herstellung von Blutplättchen aus adulten Stammzellen, um eine Alternative zu bieten, die auf Abruf verfügbar ist.
Der Mangel an Blutplättchen ist nicht nur generell ein echtes Problem in Krankenhäusern, sondern einige Patienten mit Mehrfachtransfusionen entwickeln auch Antikörper gegen Spenderplättchen
Universell einsetzbare Plättchen
Thrombozyten sind Bruchstücke von im Knochenmark vorkommenden Zellen, den Megakaryozyten, die ihrerseits von größeren Stammzellen, den Megakaryoblasten, gebildet werden. Die Megakaryozyten bilden Zungen, die sich in die Blutgefäße einfügen und unter dem Einfluss des Blutflusses zerbrechen, um Blutplättchen zu bilden. Diesen Mechanismus versucht das Start-up-Unternehmen nachzuahmen und zu optimieren, um im Labor schnell und in großen Mengen Blutplättchen herzustellen. "In unserem System fließt eine Flüssigkeit, die Megakaryozyten enthält, durch eine mikrofluidische Vorrichtung mit Mikrohindernissen, die die Megakaryozyten dazu veranlassen, sich zu dehnen, bis sie aufbrechen und zu Blutplättchen werden", erklärt Élodie Dahan, Mitbegründerin zusammen mit Faouzi Khechana. Beide sind Alumni der EPFL und entwickeln seit zwei Jahren an der EPFL diese Technologie, die aus Patenten hervorgegangen ist, die sie von einer französischen Universität erworben haben, da sie vom Potenzial der Technologie überzeugt waren. Das Verfahren ist nun für eine Produktion in größerem Maßstab ausgereift. Élodie Dahan erinnert sich an den emotionalen Moment, als das Team seinen ersten Beutel mit Blutplättchen herstellte: "Wir haben nach monatelangen Bemühungen gezeigt, dass unser System funktioniert!".
Die verwendeten Stammzellen, die aus Blut oder Knochenmark gewonnen werden, werden so behandelt, dass die Expression von antigenen Proteinen, die eine Art Personalausweis darstellen, auf ihrer Oberfläche verhindert wird. Auf diese Weise anonymisiert, stellen sie universelle Blutplättchen her, die unabhängig von der Blutgruppe des Empfängers und anderen Kontraindikationen verabreicht werden können. "Der Mangel an Blutplättchen ist nicht nur generell ein Problem in Krankenhäusern, sondern einige Patienten mit Mehrfachtransfusionen entwickeln auch Antikörper gegen die Blutplättchen von Spendern", sagt Olaïa Naveiras, Professorin am Labor für regenerative Hämatopoese an der Universität Lausanne. "Die Herstellung von Thrombozyten aus Zellen, die ohne diese Antigene programmiert wurden, würde eine Lösung ohne Abstoßungsrisiko bieten, mit einer Qualität, die mit derjenigen eines Spenders vergleichbar ist", bemerkt die Forscherin, die im Rahmen eines Innosuisse-Projekts mit HemostOD zusammenarbeitet.
Das Problem der fehlenden Wafer, das weltweit von Bedeutung ist, hat mehrere Forschungsgruppen dazu angeregt, sich mit diesem Thema zu befassen. Mehrere Unternehmen, vor allem in Japan, versuchen ebenfalls, industrialisierbare Systeme auf den Markt zu bringen. "Die Lösung, die wir entwickeln, hat den Vorteil, dass wir nicht auf mehrere Stammzellenspenden angewiesen sind. Wir sind in der Lage, aus einer einzigen Zellenspende eine industrielle Produktion mit langfristig gleichbleibender Qualität zu gewährleisten", betont Faouzi Khechana, der mit Lemoptix, einem Spin-off der EPFL, das 2015 vom US-Riesen Intel aufgekauft wurde, bereits ein erfolgreiches Start-up-Unternehmen gegründet hat. "Das lässt eine ideale Antwort auf den weltweiten Bedarf erwarten".
Ein InnoSuisse-Projekt soll die Möglichkeit der Massenproduktion demonstrieren
Das Start-up-Unternehmen hat im Mai 2021 eine Anschubfinanzierung in Höhe von 1,65 Millionen Schweizer Franken abgeschlossen. Im Rahmen des zweijährigen InnoSuisse-Projekts, das sie mit dem CHUV und der Universität Genf durchführt, soll die Fähigkeit ihrer Technologie zur Herstellung von Thrombozyten in großen Mengen demonstriert werden, bevor klinische Tests durchgeführt werden. "Wir suchen aktiv nach neuen Investoren und hoffen, dass wir 2025 die ersten Transfusionstests am Menschen durchführen können, bevor wir 2027 auf den Markt kommen", betont Faouzi Khechana.
