Ein Quantensprung für empfindliche Haut: 3D-Bioprint-Gewebemodell könnte Entwicklung maßgeschneiderter kosmetischer Inhaltsstoffe vorantreiben
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4/22 | 148. Jahrgang | Thannhausen, 13. April 2022
Ein Quantensprung für empfindliche Haut:
3D-Bioprint-Gewebemodell
könnte Entwicklung maßgeschneiderter
04 2022
Haarpflege
Tensegrity: ein neues Konzept
für Haar und Kopfhaut
kosmetischer Inhaltsstoffe vorantreiben
deutsch
Die unsichtbare Gefahr
für Kopfhaut und Haar
Eine gesunde Kopfhaut für gesundes Haar:
neue Routinen & Ansprüche Interview mit Colin McGuckin,
Geschäftsführer & Chief Scientific Officer bei CTIBIOTECH
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CTone:
und
und nachhaltige Wirkstoffe
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Empfehlungen zur Qualitätsbewertung für Lackpflegemittel für Fahrzeuge
Teil 2: Lackkonservierer Spezialist für Zellkultur und Tissue Engineering bei BASF
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SOFW Journal 04/22 | 148 Jahrgang | Thannhausen, 13. April 2022
Interview
Ein Quantensprung für empfindliche Haut:
3D-Bioprint-Gewebemodell könnte Entwicklung
maßgeschneiderter kosmetischer Inhaltsstoffe vorantreiben
Interview mit Colin McGuckin, Geschäftsführer & Chief Scientific Officer bei CTIBIOTECH und
Sébastien Cadau, Spezialist für Zellkultur und Tissue Engineering bei BASF
3D-Gewebemodelle sind ein hoch effektives Hilfsmittel, die Immunfunktion im Modell möglichst gleichmäßig zu verteilen
um Kosmetikprodukte für die Anwendung in der Hautpfle- und zweitens, um das Modell für die industrielle Nutzung vielfach
ge schnell und zuverlässig zu testen. CTIBIOTECH und BASF reproduzierbar zu machen. Wir können mehr als 100 Modelle pro
haben in den vergangenen Jahren gemeinsam bedeutende Stunde drucken. Das bietet Chemieunternehmen viele Möglichkei-
Fortschritte in diesem Bereich gemacht. Kürzlich haben die ten, ihre Produkte zu testen. Die Kombination aus fortschrittlicher
beiden Unternehmen ihr Know-how gebündelt, um ein Im- Technik und Biomedizin ist die Zukunft!
mun-Hautmodell mit menschlichen Makrophagen zu entwi-
ckeln. Dieses eignet sich für die Untersuchung von Medika- Wie hilft Ihnen dieses Hautmodell, innovative Wirkstoffe
menten und kosmetischen Inhaltsstoffen für normale und zu entwickeln, die in Hautpflegeprodukten genutzt werden
entzündete Haut. Colin McGuckin, Geschäftsführer und Chief können?
Scientific Officer bei CTIBIOTECH, und Sébastien Cadau, Spe- Cadau: Das 3D-Modell bietet uns ein leistungsstarkes Instrument,
zialist für Zellkultur und Tissue Engineering bei BASF, gewäh- mit dem wir die Funktion von Makrophagen in einer vollständig re-
ren Einblicke in ihre Forschungsergebnisse. konstruierten Haut untersuchen können. Im Vergleich zu aktuellen
in-vitro-Methoden ermöglicht es eine Analyse, die die menschliche
Sie haben das weltweit erste im 3D-Bioprint-Verfahren her- Physiologie besser widerspiegelt. Makrophagen wird eine Schlüssel-
gestellte Immun-Hautmodell in Originalgröße entwickelt, rolle bei der Immunfunktion der Haut zuteil. Das im Biodruck herge-
das menschliche Makrophagen enthält. Wie kam es dazu? stellte Gewebe kann uns deshalb dabei helfen, effiziente Produkte
McGuckin: Die Haut ist unsere erste Verteidigungslinie gegen Bak- zu entwickeln, die dazu beitragen, die Hautgesundheit zu fördern
terien und Viren, mit denen wir täglich in Berührung kommen. Ohne oder wiederherzustellen, indem sie den chronischen Entzündungs-
die Immunfunktion der Haut würden wir nicht sehr lange überleben. kreislauf unterbrechen.
Das empfindliche Gleichgewicht der Haut kann jedoch leicht gestört
werden und zu Hautreizungen wie atopischer Dermatitis und Akne Unter Verbraucherinnen und Verbrauchern steigt die Nachfrage
führen. Wir glauben, dass hochentwickelte Modelle für das Testen nach Inhaltsstoffen, die die Haut beruhigen. Sie suchen insbe-
und Screening neuartiger Chemikalien und Kosmetika erforderlich sondere nach Kosmetika, die Umweltfaktoren entgegenwirken
sind. Wir haben unser Modell entwickelt, – etwa stressigen urbanen Lebensbe-
um einen genaueren Einblick in die Art dingungen, Exposition gegenüber
und Weise zu erhalten, wie Produkte auf schädigenden Lichtarten oder extremen
der Haut reagieren. So können später Pro- Temperaturen. Und sie wünschen sich
bleme bei der Anwendung an Menschen dermokosmetische Produkte, die dabei
vermieden und neue Wege gefunden helfen, reaktive und empfindliche Haut
werden, zu einer Minderung von Reaktio- zu stärken.
nen empfindlicher Haut beizutragen.
„Im Vergleich zu aktuellen in-vi-
Wie funktioniert das Modell? tro-Methoden ist die mit CTIBIO-
McGuckin: Wir haben ein Vollhautmo- TECH entwickelte immunologische
dell entwickelt, dem wir eine Vielzahl Bioprint-Haut ein echter Fortschritt
menschlicher Makrophagen hinzugefügt bei der Analyse der Immunfunk-
haben – eine der wichtigsten infektions- tion der Haut.”
abwehrenden Fresszellen in der Haut. Das
Modell wurde aus zwei Gründen mithilfe Fig. 1 3D bioprinted skin models maturing Sébastien Cadau
in 12-well plates. © CTIBIOTECH
von 3D-Biodruck hergestellt: erstens, um
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Interview
Sébastien Cadau
Welche Ergebnisse haben Sie bisher erzielt?
Spezialist für Zellkultur
Cadau: Die Makrophagen in unseren Modellen erreichen einen ge-
und Tissue Engineering
eigneten Reifegrad, was durch ihre spezifische Zytokin-Freisetzung BASF Beauty Care
während der Belastungsphasen in unseren Experimenten mit gu- Solutions
tem Ansprechen auf Lipopolysaccharid und Dexamethason gezeigt
Sébastien Cadau hat ei-
wurde. nen Master-Abschluss in
Darüber hinaus brachte die Zusammenführung von Biodruck-Tech- Biologie und einen Dok-
nologie und moderner Partikel-Durchflusszytometrie besondere tortitel in Entwicklung und
Vorteile bei Reproduzierbarkeit und Schnelligkeit der Tests. Onkologie von der Univer-
Dank der Kombination dieser beiden Technologien ist es möglich, sität Joseph Fournier (Gre-
viele dieser Modelle in wenigen Stunden zu drucken, um sie in drei noble, Frankreich).
Wochen reifen zu lassen und anschließend analysieren zu können. Nach einem Postdoc im Bereich Tissue Engineering zur Ent-
Das lässt auf automatisierte Untersuchungen mit immunisierten wicklung eines innervierten und endothelialisierten Haut-
Hautäquivalenten hoffen. modells am LOEX der Universität Laval (Quebec, Kanada)
Das Modell ist auf großes Interesse in der Kosmetikindustrie ge- trat er in das Forschungsteam von BASF Beauty Care So-
lutions ein, um die Tissue-Engineering-Plattform zu leiten,
stoßen, als wir es 2020 in einem Vortrag auf dem IFSCC-Kongress
das Hautmodell-Portfolio aufzubauen und die Wirksamkeit
präsentiert haben. Zudem haben wir den „Henry Maso Award“ für neuer kosmetischer Inhaltsstoffe zu bewerten.
diese Veröffentlichung erhalten.
Wie geht es jetzt weiter?
McGuckin: Makrophagen weisen ein hohes Maß an Plastizität Colin McGuckin
auf, wodurch Entzündungen gefördert oder unterdrückt werden, Geschäftsführer und
um die Homöostase der Haut aufrechtzuerhalten. Das im aktuellen Chief Scientific Officer
Modell verwendete Protokoll ermöglicht dank der beobachteten CTIBIOTECH
funktionellen Makrophagen-Subpopulation „M1“ eine perfekte Colin McGuckin war der ers-
Beurteilung der ersten proinflammatorischen Phase. Außerdem te ordentliche Professor für
wurde dieses Modell bereits weiterentwickelt, um die Phagozytose regenerative Medizin im Ver-
nach bakterieller Exposition zu messen, was zu vielversprechenden einigten Königreich, bevor er
CTIBIOTECH gründete, mit
Ergebnissen geführt hat.
dem Ziel, nicht nur organ-
Das sind große Erfolge, aber wir wollen noch einen Schritt weiter basierte Modelle für das
gehen. Um die Regenerationsphase nach der Entzündung besser Screening von Arzneimitteln
untersuchen zu können, arbeiten wir derzeit an Optimierungen und Wirksamkeitstests zu entwickeln, sondern auch Zell- und
des Protokolls, um die entzündungshemmende Immunreaktion der Organtherapien der Zukunft zu schaffen.
fragileren Makrophagen-Subpopulation „M2“ zu verbessern. Von einem hämatologischen/onkologischen Hintergrund kom-
mend, erweiterte sich seine Arbeit in den 1990er Jahren auf
„Wir bei CTIBIOTECH sind stolz darauf, mit BASF zusam- Stammzellen, und seine akademische Gruppe war weltweit die
menzuarbeiten, und mit Sicherheit werden weitere In- erste, die Nerven- und Lebergewebe aus adulten Stammzellen
novationen in der Hautbiologie folgen: Mikrobiota und herstellte. Heute ist CTIBIOTECH führend auf dem Gebiet der
Schädigungen der Haut durch Verschmutzung stehen 3D-Bioprinting-Modelle des menschlichen Körpers, mit großem
Erfolg bei komplexen Haut-, Tumor- und Lebersystemen.
ganz oben auf unserer Liste.“
Colin McGuckin
BASF und CTIBIOTECH haben ihre Zusammenarbeit 2011 be- die Talgproduktion, indem er die Proliferation von Sebozyten in den
gonnen. An welchen anderen Projekten haben Sie gemein- Talgdrüsen hemmt. Ergebnisse wie diese zeigen das große Potenzial
sam gearbeitet? des 3D-Biodrucks für die Forschung und Entwicklung von Inhalts-
Cadau: Wir haben erfolgreich ein von CTIBIOTECH entwickeltes 3D- stoffen für Kosmetika.
Modell der menschlichen Talgdrüse verwendet, um physiologischen
Talg ex vivo in einer Langzeitkultur herzustellen. So konnten wir die
Funktion von Talgdrüsen im Zusammenhang mit einer Reihe von al- www.basf.com
tersbedingten, mikrobiellen und entzündlichen Hauterkrankungen www.carecreations.basf.com
untersuchen. Diese Technologie hat maßgeblich zur Entwicklung www.ctibiotech.com
unseres innovativen Wirkstoffs Bix’Activ® beigetragen. Er reduziert
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