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Die gezüchteten Organe haben das Potenzial, früher oder später als «menschliche Ersatzteile» zu dienen.
Aus menschlichen Stammzellen züchten Forscher seit kurzem hirn-, darm- und nierenähnliche «Organoide» im Labor. Damit können sie die Organentwicklung studieren, Krankheiten erforschen, Medikamente testen und in Zukunft vielleicht sogar Ersatzteile für eine Transplantation bereitstellen.
Dies erklärten österreichische Wissenschaftler in einem Statusbericht in der Freitagsausgabe des Fachjournals «Science». Zu Beginn habe man lediglich aus Stammzellen in flachen Kulturschalen einen einzigen Gewebetyp erzeugt. Inzwischen habe man jedoch damit begonnen, dreidimensionale Zellkulturen mit unterschiedlichen Zelltypen eines Organs zu züchten.
Gelatineartiges Substanz als Ausgangsgewebe
Diese könne man als «Organoide» bezeichnen, wenn sie ausserdem einige Funktionen des jeweiligen Organs erfüllen und auch ähnlich wie dieses aufgebaut sind, schreiben Madeline Lancaster und Jürgen Knoblich vom Institut für Molekulare Biotechnologie der Österreichischen Akademie der Wissenschaften in dem Artikel.
Damit ein natürliches Organ - oder ein künstliches Organoid - richtig aufgebaut wird, müssen erstens die Zellen «wandern» können und sich durch bestimmte Moleküle an der Zelloberfläche an «verwandte» Nachbarzellen anheften. Zweitens müssen aus Vorläuferzellen an den richtigen Stellen spezialisierte Zellen gebildet werden.
Beide Mechanismen sind zum Beispiel nötig, damit die unterschiedlichen Zellschichten in der Augen-Netzhaut angelegt werden, erklärten sie. Organoide züchtet man im Labor in einem «Bioreaktor». Das Ausgangsgewebe wird in eine gelatineartige Substanz namens «Matrigel» gesteckt, die die natürliche Umgebung der Zellen nachahmt und von Nährlösung umspült wird.
Zufällig arrangiertes «Mini-Hirn»
Was bei den aktuellen Organoiden noch nicht so ganz funktioniert, ist die korrekte Anordnung der Einzelteile. So hatten von Lancaster und Knoblich vor kurzem im Labor gezüchteten «Mini-Hirne» zwar die einzelnen, dem menschlichen Hirn entsprechenden Regionen, diese waren aber zufällig zueinander angeordnet.
Mit einigen Organoiden würde man bereits jetzt die Entwicklung von Organen und Krankheiten untersuchen, berichteten die Forscher - zum Beispiel Infektionskrankheiten und Tumore mit Hilfe von Darm-Organoiden. Von Hirn-Nachbauten erhoffen sich die Forscher Erkenntnisse über Krankheiten wie Autismus, Schizophrenie oder Alzheimer. Aber auch Medikamente liessen sich an Organoiden finden und auf ihre Nebenwirkungen testen.
Schliesslich hätten die gezüchteten Organe auch das Potenzial, früher oder später als «menschliche Ersatzteile» zu dienen, die bei Transplantationen eingesetzt werden. Dabei gäbe es zwar noch viele Hürden, aber mit Mäuseleber-Organoiden habe man zum Beispiel bereits gezeigt, dass eine Transplantation die Sterblichkeit in leberkranken Mäusen verringert.
