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Organe aus dem Labor: «Fast alles
ist möglich - nur Zeit braucht es»
Ersatzteile für den Menschen
aus dem Labor: Weltweit arbeiten Forscher daran, künstliches
Gewebe zu züchten, um Patienten mit Organschädigungen
zu helfen.
Von Christiane Löll, dpa
Stuttgart/St. Ingbert (dpa) -
Leberversagen, Herzinfarkt oder abgenutzte Kniegelenke - Menschen
mit diesen Leiden wünschen sich wohl oft Ersatz für
den Teil des Körpers, der ihnen das Leben schwer macht. Weltweit
arbeiten Forscher daran, künstliches Gewebe zu züchten,
um diesen Patienten zu helfen. «Tissue Engineering»
nennt sich diese Disziplin der Biotechnologie: Biologen, Mediziner
und Ingenieure ersinnen Wege, wie sie aus menschlichen Zellen,
Nähr- und Kunststoffen funktionstüchtiges Gewebe herstellen
könnten. «Ein Geschäft, für das man einen
langen Atem braucht», sagt Professor Heinrich Planck, Direktor
des Deutschen Zentrums für Biomaterialien und Organersatz
nahe Stuttgart.
Seit fast 30 Jahren beschäftigt
sich Planck mit dem «Tissue Engineering», unter anderem
leitet er Projekte zu Gefäß-, Nerven- oder Hautersatz.
Vor rund 15 Jahren begann das Team des Textiltechnikers mit der
Entwicklung einer künstlichen Bauchspeicheldrüse. «Davon
könnten Diabetiker profitieren, bei denen die Drüse
gar kein Insulin herstellt», sagt Planck. Die Idee: In einem
kleinen Schlauch aus Polyurethan - daraus werden auch Autostoßstangen
hergestellt - werden Insulin-produzierende Schweinezellen angesiedelt.
Das Gebilde soll Diabetikern einmal in den Bauchraum eingepflanzt
und an ihr Gefäßsystem angeschlossen werden. Damit
die Schweinezellen vom Menschen nicht abgestoßen werden,
soll eine feine Kapillarmembran menschliches von tierischem Gewebe
trennen.
«Ein Rückschlag war,
als in Labortests klar wurde, dass sich menschliches Blut und
der Kunststoff nicht optimal vertragen - es bildeten sich kleine
Blutgerinnsel in der Petrischale», erzählt Planck.
Also gingen die Forscher auf die Suche nach einem besser geeigneten
Stoff. Im Sommer nun will das Zentrum anfangen, diese künstliche
Bauchspeicheldrüse in Schweine einzusetzen. Geht alles gut,
könnten in einigen Jahren tatsächlich Zuckerkranke davon
profitieren und auf ihre täglichen Insulinspritzen verzichten.
«Lieber wäre uns natürlich, menschliche Zellen
zu nehmen - aber die Stammzellforschung ist noch nicht so weit,
und menschliche Spenderorgane sind rar», sagt Planck.
Auch für verschlissenen
Gelenkknorpel will das Zentrum Abhilfe schaffen. Ziel ist es,
Menschen künftig eigene, noch gesunde Knorpelzellen zu entnehmen
und diese dann auf einem geformten Poly- Milchsäure-Gerüst
zu vermehren. Später kann dieses Gewebe dann in den Patienten
«eingebaut» werden. «Die Herausforderung hierbei
ist, Knorpel zu züchten, der auch starken mechanischen Kräften
Stand hält.» Versuche mit elastischem Knorpel, der
sich in Nase und Ohren findet, hätten sich als schwieriger
herausgestellt als erwartet. «Der Knorpel war nicht hart
genug - und Schlabberohren will schließlich niemand»,
sagt Planck.
Künstlich gezüchtetes
Gewebe soll aber nicht immer einen Platz in einem Menschen finden.
Forscher kreieren es auch, um daran Medikamente zu testen und
die Pharma-Forschung zu verbessern. «Langfristig gesehen
bietet das eine Möglichkeit, ohne Tierversuche auszukommen»,
sagt Dominik Monz, vom Fraunhofer-Institut für Biomedizinische
Technik (IBMT) im saarländischen St. Ingbert. Biologen und
Ingenieure arbeiten dort Hand in Hand. Die Biologen züchten
Netzhaut und Herzmuskelgewebe aus Zellen von Hühnerembryonen
und Nährstoffen. «Das Gewebe ist mit dem bloßen
Auge sichtbar, mit dem Mikroskop kann man sogar die Herzmuskelzellen
zucken sehen.» Auch Brustkrebs-Gewebe aus menschlichen Tumorzellen
entsteht in St. Ingbert im Labor.
Die Ingenieure im IBMT entwerfen
Mikrochips mit Kapillaren, in die das gezüchtete Gewebe eingefüllt
wird. Mit elektrischen Messungen können die Ingenieure auf
Vorgänge in den Zellen schließen. «Man kann beispielsweise
erkennen, wenn sich der Zellkern bei einer Zellteilung auflöst
oder die Zelle zu Grunde geht», erklärt Monz. Dieses
Verfahren kann eingesetzt werden, um die Wirksamkeit einer Chemotherapie
gegen Krebs zu testen oder um zu prüfen, ob Pestizide gesunde
Zellen schädigen. «So können wir Grenzwerte für
einzelne Schadstoffe bestimmen.» Das Institut arbeitet bei
den Versuchen eng mit Medizinern und Universitäten zusammen.
Die Nutzung der Mini-Organe für
die Pharmaforschung beruht in einigen Fällen auf einer gewissen
Ernüchterung der Gewebe-Ingenieure, nachdem sie etwa merkten,
dass sich nicht so leicht ganze Lebern oder Herzen züchten
lassen. «Vor allem aus den USA kamen einige Zeit lang sehr
euphorische Meldungen, um Geld für die Forschung einzutreiben»,
sagt Planck. Dies sei derzeit zwar erst einmal vorbei. «Fast
alles ist möglich», ist jedoch Plancks Motto. «Nur
Zeit braucht es.»
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