Wundheilung beschleunigen mit Kollagen?

Fischkollagen: Was es ist und woher es stammt

Was ist Fischkollagen?

Fischkollagen, auch als marines Kollagen bekannt, ist ein Strukturprotein, das aus der Haut, den Schuppen oder den Knochen von Fischen gewonnen wird. Kollagen ist ein Hauptbestandteil des Stützgerüsts zwischen den Zellen (der extrazellulären Matrix) von Geweben wie Haut, Sehnen und Knochen und gibt ihnen Festigkeit und Elastizität. Wegen seiner Struktur wird Fischkollagen zunehmend als Material für Wundauflagen erforscht. Diese Forschung arbeitet mit Kollagen, das auf die Wunde aufgebracht wird, nicht mit eingenommenem Kollagen.

Was unterscheidet Fischkollagen von Kollagen aus Säugetieren?

Im Vergleich zu Kollagen aus Säugetieren weist Fischkollagen eine geringere Molekülgröße auf. Fischkollagen hat ein geringeres Molekulargewicht als Kollagen von Rind oder Schwein – seine Moleküle sind also kleiner.

Die Rolle essenzieller Aminosäuren

Fischkollagen ist reich an Glycin, Prolin und Hydroxyprolin – Aminosäuren, die für die Stabilität der Kollagenstruktur unerlässlich sind. Es sind die Aminosäuren, aus denen Kollagen selbst besteht; Kollagenpeptide liefern sie als Baumaterial.

Nachhaltigkeit und Umweltfreundlichkeit

Ein weiterer Pluspunkt: Die Gewinnung von Fischkollagen nutzt Teile des Fisches, die sonst als Abfall gelten würden, wie Haut und Schuppen. Dies macht den Prozess nicht nur nachhaltig, sondern reduziert auch den ökologischen Fußabdruck im Vergleich zu anderen tierischen Kollagenquellen.

Forschungsansätze

Marines Kollagen wurde als Wundversorgungsmaterial entlang mehrerer Linien untersucht. Erforscht wurden dabei: 

1. Zellteilung und Zellwanderung

Laborstudien haben untersucht, wie sich Fischkollagen auf Fibroblasten, Keratinozyten und Endothelzellen auswirkt – Zelltypen, die am Wundheilungsprozess beteiligt sind. Diese Zellen bilden die Strukturproteine des Gewebes, und Kollagenpeptide liefern ihnen die Aminosäuren, die sie als Baumaterial verwenden.

2. Entzündungsreaktion

Die Entzündung ist ein entscheidendes Stadium im Wundheilungsprozess, da sie dazu beiträgt, Rückstände und Krankheitserreger von der Wundstelle zu entfernen. Eine übermäßige oder lang anhaltende Entzündung kann jedoch den Heilungsprozess behindern. In Zell- und Tierversuchen wurden Marker der Entzündungsreaktion erfasst, nachdem Kollagenmaterial direkt auf die Wunde aufgebracht worden war. Diese Messungen stammen aus präklinischen Modellen und sagen nichts über die Einnahme von Kollagenpulver aus.

3. Kollagenbildung

Die Kollagensynthese ist ein entscheidender Schritt bei der Wundheilung, da sie den strukturellen Rahmen für die Geweberegeneration bildet. Fibroblasten sind die Zellen, die Kollagen bilden; Kollagenpeptide liefern ihnen die Aminosäuren als Baumaterial. In diesen präklinischen Modellen waren die Ablagerung von Kollagenfasern und die Zugfestigkeit des Gewebes die gemessenen Größen.

4. Tests mit Bakterien

Infektionen sind eine häufige Komplikation bei Wunden und können den Heilungsprozess erheblich verzögern. In Laboruntersuchungen wurde marines Kollagen gegenüber verschiedenen Bakterienstämmen getestet, darunter grampositive und gramnegative. Diese Beobachtungen stammen aus Zellkultur- und Materialversuchen und lassen sich nicht auf die Einnahme von Kollagen übertragen. 

Studienlage: Was untersucht wurde

Zahlreiche wissenschaftliche Studien haben Fischkollagen im Zusammenhang mit Wundheilung und Geweberegeneration untersucht. In diesen In-vitro- und In-vivo-Modellen waren Wundverschluss, Narbenbildung und Gewebestruktur die erfassten Größen.

Laborstudien an Zellen: Zellteilung und Zellwanderung

In einer In-vitro-Studie wurde die Wirkung von Fischkollagen auf die Proliferation und Migration von Fibroblasten untersucht. Fibroblasten sind die Zellen, die neues Bindegewebe bilden; damit sich eine Wunde schließt, müssen sie sich vermehren und in die Wunde einwandern. Gemessen wurde das in der Zellkultur, mit Kollagen in direktem Kontakt zu den Zellen.

Studien an Tieren: Wundheilung

In einer Tierstudie wurde die Wirkung von Fischkollagen auf die Wundheilung bei Ratten untersucht. Übliche Maße in solchen Versuchen sind, wie schnell sich die Wunde schließt, wie viel Kollagen sich im neuen Gewebe ablagert und wie reißfest es wird. Zusammen beschreiben sie, wie zügig und stabil eine Wunde zuwächst.

Fischkollagen in der Wundforschung: die Messgrößen im Überblick

In diesen Modellen wurden vor allem diese Größen erfasst:

• Zellproliferation und -migration: in Zellmodellen als Messgröße erfasst.

• Modulation der Entzündungsreaktion: Zytokinspiegel wurden in Zellmodellen als Messgröße erfasst.

• Kollagensynthese: Die Kollagenbildung der Fibroblasten war in diesen Modellen die Messgröße.

• Antimikrobielle Aktivität: Das Bakterienwachstum wurde in Zellkultur- und Materialversuchen gemessen..

Kommerzielle Anwendungen von Fischkollagen in der Wundheilung

Fischkollagen wird nicht nur in der Forschung, sondern auch in der Praxis als Biomaterial für Wundauflagen eingesetzt. Verschiedene Unternehmen verarbeiten Fischkollagen zu Medizinprodukten, die in Kliniken angewendet werden; das sind keine Nahrungsergänzungsmittel.

Kerecis Omega3 Wound: Innovation aus der Fischhaut

Das isländische Unternehmen Kerecis hat mit „Omega3 Wound“ ein Produkt entwickelt, das aus der Haut des atlantischen Kabeljaus gewonnen wird. Durch ein spezielles Verfahren werden die Zellen aus der Fischhaut entfernt. Übrig bleibt ein natürliches Gerüst, das reich an Omega-3-Fettsäuren ist und als Wundauflage eingesetzt wird.

Klinische Studien zur Fischhaut-Matrix

In einer Studie an mehreren Kliniken wurden komplizierte Wunden mit der Omega3 Wound-Matrix behandelt.

Eine weitere Studie, veröffentlicht im New England Journal of Medicine Evidence, untersuchte Fischhauttransplantate bei diabetischen Fußgeschwüren. Zur Einordnung: Beide Studien betrafen eine Auflage, die in der Klinik auf die Wunde gelegt wird; über Kollagen zum Einnehmen sagen sie nichts.

Einsatzgebiete und Verfügbarkeit

Die Produkte von Kerecis werden weltweit in der Behandlung von chronischen Wunden, Verbrennungen und anderen Gewebeschäden eingesetzt. Sie sind eine Alternative zu herkömmlichen Wundauflagen.

Zukünftige Forschung

Wie sich marines Kollagen als Wundmaterial genau verhält und wofür es sich therapeutisch eignet, muss noch weiter erforscht werden. Künftige Studien sollten klären, welche Bestandteile von Fischkollagen in Wundmodellen eine Rolle spielen, und Formulierung und Anwendung weiterentwickeln.

Darüber hinaus sind weitere klinische Studien erforderlich, um die Wirksamkeit und Sicherheit von Produkten auf Fischkollagenbasis bei Menschen zu bewerten. Langfristige Folgestudien sind erforderlich, um die Dauerhaftigkeit der Heilungsergebnisse und mögliche Nebenwirkungen zu bewerten. 

Fazit

Fischkollagen wird als Biomaterial für die Wundversorgung erforscht. Untersucht wurden dabei Biokompatibilität, Zellproliferation und -migration, Marker der Entzündungsreaktion sowie das Bakterienwachstum. Diese Messungen stammen aus Zell- und Tiermodellen und beschreiben ein Material, das auf die Wunde aufgebracht wird. 

Ob sich Meereskollagen in der Praxis bewährt, müssen weitere Forschungen und klinische Studien zeigen. Mit weiteren Fortschritten bei Biomaterialien und in der Gewebezüchtung (Tissue Engineering) könnten Wundauflagen auf Fischkollagenbasis künftig eine größere Rolle in der Wundversorgung spielen.

Image credits: Diana Polekhina, FlyD, UX Indonesia, CDC auf Unsplash