Biotechnologisch hergestellte Hauttransplantate können eine wichtige Rolle bei der Behandlung von Verbrennungsopfern spielen. Forscher der Universität Zürich arbeiten seit über 15 Jahren an neuen Ansätzen für solche Transplantate. Diese Arbeit führte 2017 zur Gründung von Cutiss, einem Spin-off, das lebendes Hautgewebe aus patienteneigenen Zellen herstellt.
Bei der Brandkatastrophe in Crans-Montana kamen 40 Menschen ums Leben und 116 wurden verletzt. Zwischen 80 und 100 von ihnen – überwiegend junge Menschen – erlitten schwere Verbrennungen, viele davon bedeckten mehr als 60 Prozent ihrer Hautoberfläche. Solche Verletzungen stellen die medizinische Behandlung vor enorme Herausforderungen. Neben der Stabilisierung des Zustands des Patienten sind chirurgische Eingriffe, Infektionskontrolle und oft jahrelange Rehabilitation erforderlich.
Für mehrere Verletzte ist Zürich zum zentralen Behandlungsort geworden. Das Universitäts-Kinderspital Zürich und das Universitätsspital Zürich verfügen über spezialisierte Zentren für schwere Brandverletzungen, die zu den modernsten in Europa zählen.
Die Behandlung in diesen Zentren erfolgt nach bewährten medizinischen Verfahren. Zunächst werden die Patienten intensivmedizinisch stabilisiert. Anschließend wird verbrannte, abgestorbene Haut chirurgisch entfernt, um Infektionen vorzubeugen und die Heilung vorzubereiten. In einem weiteren Schritt werden offene Wunden abgedeckt. Dies geschieht in der Regel mit temporärem biologischem oder synthetischem Material und später mit sogenannten autologen Spalthauttransplantaten. Hierbei handelt es sich um dünne Hautschichten, die aus unverletzten Körperbereichen entnommen und in einem Verfahren namens Autotransplantation auf Wunden transplantiert werden.
Diese Verfahren sind der Standard der Pflege und retten Leben. Allerdings sind die dünnen Schichten der Spalthaut mit Einschränkungen konfrontiert: Engpässe an der Entnahmestelle – wenn nicht mehr genügend gesunde Haut übrig ist – und Narbenbildung. Narben sind äußerst kräftezehrend, erfordern eine intensive häusliche Pflege und können eine korrigierende Operation erforderlich machen. Bei heranwachsenden Kindern kommt es zu einer weiteren Komplikation, weil sich die Autotransplantate nicht dehnen lassen.
Neue, elastische Haut aus einer kleinen Hautbiopsie
Im Idealfall könnten Hauttransplantationen, die sich eher wie normale Haut anfühlen und wachsen würden, die Lebensqualität von Verbrennungsopfern erheblich verbessern. Die Grundlagenforschung zu solchen zweischichtigen Hauttransplantaten aus menschlichen Hautzellen, die Narbenbildung reduzieren und die Elastizität verbessern, begann vor 25 Jahren an der Universität Zürich. Zwischen 2001 und 2016 wurde an der Tissue Biology Research Unit (TBRU) der Universitäts-Kinderklinik an der Kultivierung menschlicher Hautzellen in einem speziellen Gel geforscht.
Einem Forschungsteam um TBRU-Direktor Ernst Reichmann ist es gelungen, einen vielversprechenden Hautersatz zur Behandlung schwerer Hautverletzungen zu entwickeln, der sowohl die Epidermis mit Zellen aus der obersten Hautschicht als auch die Dermis mit Zellen aus der unteren Hautschicht umfasst. Die Basisschicht aus Zellen der Dermis, die unterstützende Hautschicht, machte das Hauttransplantat bei pädiatrischen Patienten elastisch und wachstumsfähig, wie bisher in klinischen Studien gezeigt wurde.
Die Biotechnologin Daniela Marino war bereits damals beteiligt und gründete 2017 das Spin-off-Unternehmen Cutiss mit, das sich zum Ziel gesetzt hat, die Lösung namens denovoSkin im klinischen Umfeld verfügbar zu machen. „Wir haben ein lebendes menschliches Hautgewebetransplantat entwickelt, das im Labor aus einer kleinen Hautbiopsie in der Größe einer Briefmarke des Patienten gezüchtet wird“, sagt Daniela Marino, CEO von Cutiss. Für die Patienten gebe es mehrere Vorteile, erklärt sie. „Der entscheidende Punkt ist, dass es sich um ein personalisiertes Doppelschichttransplantat handelt.“ Da zur Kultivierung körpereigene Zellen verwendet werden, besteht keine Abstoßungsgefahr.
Bisherige klinische Langzeitdaten sowohl bei Verbrennungen als auch bei rekonstruktiven Eingriffen wie Narbenrevisionen und plastischer Chirurgie zeigen, dass die zweischichtigen Hauttransplantate Wunden sicher verschließen und gesunde Haut für die Patienten schonen, während sie gleichzeitig die Narbenqualität im Vergleich zur Standardbehandlung verbessern.“
Daniela Marino, Biotechnologin
Heute kann das Unternehmen innerhalb von vier Wochen mehrere Hauttransplantate von jeweils 50 Quadratzentimetern wachsen lassen.
Letzte Phase der klinischen Studien
Die Behandlung für Verbrennungen und rekonstruktive Hautchirurgie bei Kindern und Erwachsenen befindet sich in der späten klinischen Entwicklung. Die im Frühjahr 2025 gestartete klinische Phase-3-Studie für schwere Verbrennungen bei Erwachsenen und Jugendlichen läuft und kann neue Patienten aufnehmen. An dieser Studie nehmen insgesamt 20 Verbrennungszentren in acht EU-Ländern und der Schweiz teil, darunter auch das Universitätsspital Zürich.
Mit dieser Endphase der Studie sollen Wirksamkeit und Sicherheit in größerem Maßstab bestätigt werden – eine Voraussetzung für die spätere Zulassung und breitere Anwendung. Die Daten der Phase 2 wurden kürzlich veröffentlicht. „Unser Produkt ist eine fortschrittliche Therapie, und jetzt benötigen wir Phase-3-Daten, bevor wir mit dem vollständigen behördlichen Zulassungsprozess in verschiedenen Regionen, einschließlich der Schweiz, fortfahren können“, kommentierte Daniela Marino.
Darüber hinaus wurde das zweischichtige Hauttransplantat der UZH-Forscher im letzten Jahrzehnt in acht Einzelfällen im Rahmen sogenannter Compassionate-Use-Behandlungen eingesetzt – allerdings gezielt, fallweise und unter klar definierten medizinischen Bedingungen.
Verbrennungsopfer sollen mit denovoSkin behandelt werden
Das Operationsteam des Universitätsspitals Zürich hat bestätigt, dass in ausgewählten Fällen und nach Ermessen der behandelnden Ärzte Gewebeproben (Biopsien) von Verbrennungspatienten aus der Crans-Montana-Katastrophe an Cutiss für die Biotechnik von denovoSkin-Transplantaten geschickt wurden.
Die aktuellen Umstände machen jedoch auch deutlich, wie komplex es ist, lebendes, personalisiertes Hautgewebe nach Bedarf herzustellen. Um eine gleichbleibende Qualität und Sicherheit zu gewährleisten, sind eine spezielle Infrastruktur, hochgradig standardisierte Prozesse und geschulte Bediener erforderlich. Um die zukünftige Skalierbarkeit zu unterstützen, hat das Unternehmen daher automatisierte Fertigungssysteme entwickelt – Maschinen, die den manuellen Prozess nachbilden. CUTISS hat sich mit dem Erstausrüster Tecan zusammengetan, um die Maschinen zu industrialisieren – der letzte Entwicklungsschritt, bevor sie im klinischen Umfeld eingesetzt werden können.
Mit dem Versprechen, die Behandlungsergebnisse schwerverletzter Patienten zu verbessern, ist das UZH-Spin-off Cutiss ein Paradebeispiel dafür, wie sich Grundlagenforschung in klinische Innovation umsetzt, wenn die richtigen Finanzierungs- und Unterstützungsmassnahmen vorhanden sind.
Von der Grundlagenforschung bis zum klinischen Umfeld
Im Jahr 2001 wurde am Universitäts-Kinderspital Zürich die Tissue Biology Research Unit (TBRU) gegründet, die Grundlagenforschung zur großtechnischen Herstellung von zweischichtigen Hauttransplantaten durchführt.
Unterstützt durch EU-Mittel begann 2011 die Phase der translationalen Forschung und klinischen Anwendung.
Zwischen 2014 und 2016 erhielten 10 pädiatrische Patienten im Rahmen der ersten klinischen Phase-1-Studie am Universitäts-Kinderspital Zürich erfolgreich zweischichtige Hauttransplantate von den Chirurgen Martin Meuli und Clemens Schiestl.
Ermutigt durch den Erfolg der ersten Hautimplantate entwickelten Daniela Marino und Ernst Reimann einen ersten Businessplan, der 2015 mit dem Swiss Venture Award ausgezeichnet wurde.
Im Jahr 2016 war das Projekt Teil des Start-up-Inkubators Wyss Zurich an der ETH Zürich und der UZH.
2017 gründeten die UZH-Forscher Fabienne Hartmann-Fritsch, Daniela Marino, Martin Meuli, Ernst Reichmann und Clemens Schiestl gemeinsam die Cutiss AG. Das Spin-off der UZH ist auf regenerative Medizin und Skin Tissue Engineering spezialisiert.
Seit 2017 wurde denovoSkin in drei parallelen klinischen Phase-2-Studien weiter auf Sicherheit und Wirksamkeit getestet, in denen die Behandlung mit der aktuellen Standardbehandlung, der autologen Spalthauttransplantation, verglichen wurde.
Im Jahr 2025 startete Phase 3 der Sicherheits- und Wirksamkeitsstudie mit erwachsenen und jugendlichen Verbrennungspatienten und läuft derzeit.
Zusätzlich zu klinischen Studien wurde denovoSkin unter besonderen Umständen („compassionate use“) und auf Einzelfallbasis unter der Verantwortung des behandelnden Arztes eingesetzt.
Im Haut- und Weichteilforschungszentrum der Universitäts-Kinderklinik wird weiterhin an der nächsten Generation zweischichtiger Hauttransplantate geforscht, die Zellen enthalten, die Blutgefäße und Pigmente bilden können.
Quellen: