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Medizin: Nachwachsende Organe aus dem Labor

Hüftgelenk aus Titan, Herzklappe aus Plastik - trotz fortgeschrittener Medizintechnik kommen diese Krücken nicht an das Original heran. Forscher versuchen daher auf vielerlei Weise, mit körpereigenen Zellen zu arbeiten.

Hüftgelenk aus Titan, Herzklappe aus Plastik, Dialyse bei kaputter Niere. So weit die Medizintechnik auch fortgeschritten ist, nie kommen diese Krücken an das Original heran. Forscher beschäftigen sich daher seit Jahren mit der Züchtung menschlicher Zellstrukturen im Labor zum Ersatz zerstörten Gewebes. Dieses "Tissue Engineering" hat unter anderem den Vorteil, dass das Immunsystem die aus körpereigenen Zellen gezüchteten Implantate erkennt und daher selten abstößt. "Bei Haut und Knorpeln ist das mittlerweile schon fast eine Standardanwendung", sagt der Leiter des Tissue Engineering Labors der Berliner Charité, Michael Sittinger. Nun sind die Forscher auf neue Ziele aus.

Zu wenig menschliche Spenderorgane

"Wenn eine Leber wegen eines Tumors oder einer Zirrhose ausfällt, ist das bislang nur mit einer Transplantation zu beheben", sagt Augustinus Bader vom Biotechnologisch-Biomedizinischen Zentrum (BBZ) der Universität Leipzig. Aber nur jeder zehnte Anwärter erhalte eine Spenderleber. "Bei unserem Ansatz übernimmt ein Bioreaktor im Labor die Aufgabe des Organs", erklärt Bader. In dem Gerät arbeiten echte menschliche Leberzellen. "Dialyse reicht nicht, wenn man alle Funktionen der Leber ersetzen will." Gleichzeitig will er Patienten einen gentechnisch hergestellten Regenerierungsfaktor verabreichen, der einen Heilungsprozess in der Leber auslöst. Erste klinische Anwendungen sind noch in diesem Jahr geplant.

Implantat im Sandwich-Stil

In Thüringen arbeiten Forscher an einem neuartigen Implantat für kaputte Gelenke. "Zusammen mit dem Forschungszentrum für Medizintechnik und Biotechnologie in Bad Langensalza arbeiten wir an einem Zwei-Schicht-Implantat mit Knochen- und Knorpelzellen", sagt Matthias Schnabelrauch vom Jenaer Forschungsinstitut Innovent. Das neuartige Implantat soll ein besseres Einwachsen des Knorpels ermöglichen. "Bislang gab es immer das Problem, den im Labor gezüchteten Knorpel im Gelenk zu fixieren."

Anlockfaktoren für körpereigene Zellen

Das Berliner Forscherteam von Sittinger will zerstörte oder abgenutzte Knorpel mit einer radikal einfacheren Methode ersetzen. Bislang funktioniert die Technik so: Mediziner entnehmen Patienten einige Knorpelzellen, züchten damit auf einem Trägermaterial neues Gewebe und setzen es in den Körper ein. Das aus Biomaterialien bestehende Gerüst löst sich später wieder auf. "Wir wollen die Zellentnahme und Anzüchtung überflüssig machen", sagt Sittinger.

Implantate aus speziellen Biomaterialien sollen körpereigene Stammzellen dazu anregen, neues Knorpelgewebe zu bilden. "Auf ein resorbierbares Trägersubstrat bringen wir Wachstums-, Differenzierungs- und Anlockfaktoren auf", erklärt Sittinger. Auf diesem Gerüst sollen sich die Stammzellen ansiedeln und neues Knorpelgewebe bilden. In diesem Jahr will das Team mit den Tierversuchen beginnen. Die Methode soll erstmals auch den Ersatz großer Knorpelflächen ermöglichen. Wegen der einfachen Anwendung sei sie im Gegensatz zu vielen heutigen Verfahren für breite Bevölkerungsschichten geeignet, sagt Sittinger.

Europaweit 300 Forschergruppen

Auf der Agenda von Wissenschaftlern stehen Projekte zum Ersatz von Herzklappen mittels abgetötetem Gewebe aus Schweineherzen, auf dem menschliche Zellkulturen wachsen. Andere Wissenschaftler wiederum arbeiten an Projekten, um Adern, Luftröhren oder innere Organe mit Tissue Engineering zu heilen. Europaweit gibt es 300 Forschergruppen an öffentlichen Einrichtungen, rund 120 Firmen beschäftigen sich mit der Technologie.

Das Potenzial ist nach Einschätzung des Industrieverbands 'Tissue Engineering Platforms' (TEPS) mit Sitz in Straßburg riesig. "Wir gehen von einem Marktvolumen von 1,7 Milliarden Euro pro Jahr für bereits existierende Produkte aus und von 10 Milliarden für alle Produkte, die sich in der Entwicklung befinden", sagt TEPS-Präsident Najib Karim. 33 Tissue Engineering Produkte seien auf dem Markt. Schon heute leben nach TEPS-Schätzungen 25.000 Menschen in Europa mit Haut-, Knorpel- und Knochenzellen, die im Reagenzglas gezüchtet wurden.

Arno Schütze, DPA / DPA