Forscher züchten künstliche Luftröhren am Spieß

An einem Gestell aus Kunststoff wächst ein künstliches Organ. Forscher der US-Firma HART können Stammzellen an den Kunststofffasern dieses Gerüsts in künstliche Luftröhren verwandeln. Die Technologie zieht in den medizinischen Alltag ein.

Die Firma Harvard Apparatus Regenerative Technology, kurz HART, stellt Gerüste her, an denen Stammzellen entlang wachsen und sich in künstliche Luftröhren verwandeln können. Eine Jahrzehnte alte Vision steht damit an der Schwelle, in den medizinischen Alltag eintreten zu können. Die Züchtung von künstlichen Organen wird bald vielen Menschen das Leben retten.

„In den vergangenen 25 Jahren ist aus der einstigen Vision, die mehr mit Science-Fiction gemein hatte, eine Ingenieuranwendung geworden“, sagte Joseph Vacanti, Chirurg am Massachusetts General Hospital und einer der führenden Experten in der Gewebezucht-Forschung, der an der Forschung bei HART nicht beteiligt ist.

HART fertigt zunächst aus hauchdünnen Fasern von wenigen Mikrometern Dicke Röhren an, berichtet Technology Review. Deren Form ist dabei auf den jeweiligen Patienten zugeschnitten. An das Gerüst lassen sich dann Stammzellen anlagern, die aus dem Knochenmark des Patienten gewonnen werden. „Die Zellen fühlen sich auf dem Gerüst wie zuhause“, sagt HART-CEO David Green.

Das Gerüst wird gedreht und mit den Stammzellen „berieselt“, in etwa so, wie ein Hähnchen auf einem Drehspieß gegrillt werde, so Green. Nach zwei Tagen haben sich die Zellen in einem sogenannten Inkubator zu einer Luftröhre entwickelt (mehr zum Thema Bio-Reaktoren – hier). Das Organ kann nach dieser Prozedur sofort verpflanzt werden. Vier Mal ist das bereits erfolgreich geschehen.

Doch mit der Transplantation ist der Wachstumsprozess des Organs noch nicht abgeschlossen. Nach weiteren fünf Tagen entstehen weitere Zelltypen, die das Innere der Röhre auskleiden. An deren Oberfläche haftet der Schleim, der über den Husten aus der Lunge in die Röhre transportiert wird. Auch Blutgefäße bilden sich innerhalb der Kunststoffröhre.

Mit dieser Methode könnten in Zukunft auch künstliche Herzklappen, Nieren oder Speiseröhren verpflanzt werden (mehr dazu – hier). Die Wartelisten für Transplantationsorgane wie Herzen, Lungen, Lebern oder Nieren sind lang. Werden die Kunststofforgane erst einmal industriell produziert, nimmt die Sterblichkeitsrate infolge einer verspäteten oder nicht erfolgten Organtransplantation rapide ab.

Hinzu kommt, dass die Organspende in Deutschland sehr umstritten ist. Aufgrund von Korruptions-Skandalen und Unregelmäßigkeiten bei der Vergabe der Spender-Organe hat sich der Organspende-Ausweis hierzulande noch nicht durchsetzen können. Weiterhin müssen tausende Kranke auf ein Spender-Organ warten. „Der einzige Weg, um den Bedarf zu decken, geht über die Herstellung synthetischer Organe“, betont Vacanti.

HART testet die Technologie derzeit in Russland. In Abstimmung mit der US-Aufsichtsbehörde FDA bereitet HART außerdem eine Testreihe in den Vereinigten Staaten vor. Auch die EU hat den Weg für Test, die noch in diesem Jahr folgen sollen, frei gemacht.

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