Seit geraumer Zeit versuchen Forscher, funktionierende Organe im Labor zu züchten. Nun ist ein Durchbruch mit einer Niere gelungen, die für eine Nierentransplantation geeignet sein soll.

Seit Jahren beschäftigen sich Forscher weltweit mit der Entwicklung geeigneter Methoden, um Organe – beispielsweise Leber oder Niere – künstlich im Labor herzustellen bzw. zu züchten. Ein komplexer Prozess, denn um ein funktionierendes Organ zu erzeugen, bedarf es einem entsprechenden Gefäße-Netzwerk, welches in das Gewebe integriert werden muss. Dieses dient später der Versorgung des jeweiligen Organs. Medizinern des Wake Forest Medical Center von Winston-Salem im US-Bundesstatt North Carolina ist es nun gelungen, anhand einer Schweine-Niere eine Methode zu etablieren, die es ermöglicht, Blutgefäße offen zu halten und so den Blutfluss bzw. die Blutversorgung des Organs zu gewährleisten.

„Bis dato waren Labor-Nieren nicht nur sehr klein, sie verfügten auch nur über eine sehr kurze Lebensdauer von etwa zwei Stunden. Danach bildeten sich Blutklumpen, “ erklärt Dr. med. Anthony Atala, Direktor und Professor am Wake Forest Institut für Regenerative Medizin und Autor der Studie. Innerhalb der aktuellen Studie gelang es in einer Schweineniere, die der Menschen-Niere in Form und Größe sehr ähnlich ist, Blutgefäße für eine Dauer von vier Stunden offen zu halten. Aktuell laufen weitere länger angelegte Studien, die feststellen sollen, wie lange die Organ-Durchblutung aufrechterhalten werden kann“.

Sollte die Methode erfolgreich sein, könnten auch andere Organe auf ähnliche Art und Weise im Labor gezüchtet und am Leben erhalten werden. „Wir denken dabei in erster Linie an Leber und Bauchspeicheldrüse,“ betont Atala.

Langzeitstudie mit Schweine-Nieren

Diese Forschungsergebnisse sind Teil einer Langzeitstudie, die Schweine-Nieren als Grundstruktur einsetzt, um Nieren für Transplantationspatienten zu produzieren. Dabei werden zuerst alle Schweinezellen aus dem Organ entfernt, sodass lediglich das „Skelett“ des Organs übrig bleibt. Anschließend werden die Zellen des jeweiligen Patienten auf diesem Skelett gezüchtet. Die soll eine Abstoß-Reaktion nach der Transplantation verhindern.

Nach Entfernung der Zellen bleibt ein intaktes Netzwerk von Blutgefäßen übrig, welches in der Lage ist, das entstehende Organ mit Blut bzw. Sauerstoff zu versorgen. Bis dato kam es im Zuge der ‚Neubesiedelung‘ der Niere innerhalb weniger Stunden zur Ausbildung von Blutklumpen.

Eine ausgeklügelte Methode

Die Wissenschafter am Wake Forest Institut haben sich genau mit dieser Problematik auseinandergesetzt und entwickelten eine ausgeklügelte Methode, die Zellen in das Organ-Skelett einzubringen. Außerdem entwickelten sie ein Verfahren, die Blutgefäße mit einem Antikörper zu beschichten, um die Anhaftung der Zellen an die Blutgefäße zu fördern. Im Schwein konnte die Funktionstüchtigkeit der transplantierten Labor-Niere für 4 Stunden aufrechterhalten werden.

„Unsere Methode die Zellen in das Organ-Skelett einzubringen bzw. die Gefäße mit Antikörpern zu beschichten erhöht die Anhaftung der Zellen an den Blutgefäßen und verhindert das Ablösen der Zellen wenn der Blutfluss initiiert wird,“ so Dr. Kap Ko von der Wake Forest Institut.

Den Forschern zufolge bedarf es einer Langzeituntersuchung, um eindeutig zu bestätigen, dass durch die aktuelle Methode die Bildung von Blutklumpen verhindert werden kann.

Bildtext: Eine künstlich gezüchtete funktionierende Niere wollen Forscher seit langer Zeit entwickeln – mit einem komplexen Gefäßsystem geeignet für die Nierentransplantation. © dream designs / shutterstock.com