Organe aus dem Labor |
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15.06.2016 09:09 Uhr |
Von Annette Mende, Berlin / Es klingt wie Science Fiction, ist aber in vielen Fällen bereits möglich: Gewebe und Organe im Labor herzustellen. Einer der führenden Wissenschaftler auf diesem Gebiet ist Professor Dr. Anthony Atala vom Wake Forest Institute for Regenerative Medicine im US-Staat North Carolina. Er gab beim Hauptstadtkongress in Berlin einen Überblick über seine Forschung.
Das Prinzip der regenerativen Medizin ist Folgendes: Dem Patienten wird eine Gewebeprobe (Biopsie) entnommen, die Zellen werden im Labor vermehrt, gegebenenfalls auf ein absorbierbares Trägermaterial aufgebracht und zuletzt wieder eingepflanzt. Einfache anatomische Strukturen wie Harnröhre, Blutgefäße, Blase oder Vagina konnten die Forscher um Atala so bereits konstruieren und Patienten erfolgreich implantieren. »Auch bei komplizierten Organen wie Herz, Lunge oder Niere können wir die Zellen im Labor vermehren, hier ist die räumliche Struktur das Problem«, sagte Atala. Um dieses zu umgehen, entwickelte seine Arbeitsgruppe einen speziellen 3D-Drucker, den sogenannten integrierten Gewebe-Organ-Drucker (integrated tissue-organ printer, ITOP), den die Wissenschaftler kürzlich im Fachjournal »Nature Biotechnology« präsentierten (DOI: 10.1038/nbt.3413). »Momentan können wir Organe und Gewebestücke in der Größe einer Zitrone herstellen«, berichtete Atala. Das Verfahren werde zurzeit verfeinert, um noch größere Gewebestücke produzieren zu können.
Ein weiteres Einsatzgebiet der von Atala entwickelten Techniken ist die Arzneistoffforschung. »Derzeit fallen neun von zehn Arzneistoffen, die bereits die klinische Phase der Erprobung erreicht haben, durch«, so der Wissenschaftler. Das Problem seien Toxizitäten, die von den momentan verfügbaren präklinischen Modellen nicht erkannt würden. Er stellte den in seinem Institut entwickelten sogenannten Body-on-a-chip vor, kleine, aus menschlichen Zellen gezüchtete Organoide, die einen menschlichen Körper im Kleinmaßstab darstellen. Sie reagieren unter Umständen deutlich sensibler auf Toxizitäten von Arzneistoffkandidaten als die derzeit gebräuchlichen Zellkulturen oder auch Versuchstiere. Auch um herauszufinden, welches Medikament bei dem Patienten, dessen Zellen auf dem Chip eingesetzt wurden, am besten wirkt, eigne sich das Verfahren.
»Die einzigen Gewebearten, die wir noch nicht im Labor vermehren können, sind Pankreas, Leber und Nerven«, sagte Atala. Hier scheitere man momentan noch an der Komplexität der Organe. »Die Technologien müssen absolut sicher und reproduzierbar sein, bevor wir damit an die Öffentlichkeit gehen. Wir warten deshalb vor einer Publikation immer eine Nachbeobachtungszeit von mindestens fünf Jahren ab.« Er ist sich sicher, dass die regenerative Medizin vielen Patienten, die einen Organ- oder Gewebeersatz benötigen, helfen kann. Herausforderungen auf dem Weg zu einer breiten Anwendung seien einerseits die Entwicklung von Technologien, die die Produktion von Geweben in größerem Maßstab ermöglichen, und andererseits die momentan noch sehr hohen Kosten. /
