Amerikanische Forscher haben funktionstüchtiges Lebergewebe aus menschlichen Zellen erzeugt. So entstanden Miniaturlebern, die prinzipiell wie menschliche Lebern funktionieren – zumindest unter Laborbedingungen. Im nächsten Schritt wollen die Forscher nun im Tiermodell überprüfen, ob die Lebern auch nach einer Transplantation noch weiterhin funktionieren. Grundlegendes Ziel dieser Forschung ist es, eine Lösung für den Mangel an Spenderlebern zu finden. Die im Labor gezüchteten Organe könnten den Forschern zufolge aber auch dazu dienen, die Verträglichkeit neuer Medikamente zu testen und zu verbessern.
Um die Organe herzustellen verwendeten die Wissenschaftler Lebern von Tieren, die mit einem speziellen Verfahren behandelt worden waren, der sogenannten Decellularization. Alle Zellen werden dadurch entfernt, damit nur die Trägerstruktur, das Collagen-Skelett, zurückbleibt. Nach dieser Prozedur haben die Forscher die entfernten Tier-Zellen durch zwei verschiedenen Arten von menschlichen Zellen ersetzt: noch nicht vollständig ausgereifte Leberzellen und sogenannte endotheliale Zellen, die für die Abdichtung von Blutgefäßen verantwortlich sind. Damit die Zellen anwachsen konnten, wurde das Gewebe als nächstes in einen sogenannten Bioreaktor, einem Spezialgerät, das einen konstanten Fluss an Nährstoffen und Sauerstoff durch das Organ pumpt, platziert. Nach einer Woche im Bioreaktorsystem konnten die Wissenschaftler dann den Erfolg dokumentieren: starkes Zellwachstum und damit fortschreitende Bildung des menschlichen Lebergewebes im biotechnisch konstruierten Organ hatte eingesetzt. Die Wissenschaftler konnten in der Folge auch belegen, dass die Lebern ihre typischen Stoffwechselfunktionen aufnehmen konnten.
Obwohl die künstliche Herstellung einer Leber aus Tierzellen bereits zuvor gelungen ist, war es bisher fraglich, ob das Ziel einer funktionstüchtigen menschlichen Leber erreicht werden kann. Die aktuellen Ergebnisse geben nun Hoffnung für künftige Möglichkeiten des Ersatzes von Organen. Das neue System zur Zucht von künstlichen Organen könnte den Forschern zufolge auch die Behandlung von Erkrankungen der Bauchspeicheldrüse und Niere revolutionieren, hoffen die Forscher. Außerdem könnten Medikamente an Lebern aus dem Biotechnik-Labor getestet werden, da sie den menschlichen Stoffwechselprozess genauer nachbilden als das Tiermodell.
“Wir sind ganz begeistert von den Möglichkeiten, die diese Forschungsarbeit eröffnen, müssen aber betonen, dass wir erst in einem frühen Stadium sind und noch viele technischen Hürden zu überwinden sind, bis dies Patienten zugute kommen wird” sagt Shay Soker. Zunächst muss sich erst noch zeigen, wie Milliarden von Leberzellen gleichzeitig wachsen können, um Lebern zu konstruieren, die für Patienten groß genug sind. Auch Tests über die Sicherheit solcher Ersatzorgane sind notwendig, bevor dem ersten Patienten eine solche Leber transplantiert werden kann.
Pedro Baptista (Wake Forest University, Winston-Salem) et al.: Pressemitteilung des Institute for Regenerative Medicine der Wake Forest University Baptist Medical Center, Winston-Salem, USA dapd/wissenschaft.de ? Agnes Hoffmann
