BioengineeringWiederbelebte Nieren arbeiten im Rattenkörper

Forscher haben Ratten eine aus Stammzellen aufgebaute Niere eingepflanzt, die ansatzweise funktionierte. Mit solchen Methoden Organspenden zu ersetzen, bleibt ein Traum. von Julia Heymann

Eine zellbefreite und neu besiedelte Rattenniere, zur Transplantation geeignet

Eine zellbefreite und neu besiedelte Rattenniere, zur Transplantation geeignet  |  © Massachutsetts General Hospital Center for Regenerative Medicine

Spenderorgane sind weltweit Mangelware und Transplantationen in vielen Fällen riskant. Deshalb arbeiten Ärzte und Forscher kontinuierlich daran, Organe aus Zellen der Patienten im Labor zu züchten. Noch ist dieses Verfahren allerdings weit von der Anwendung an Menschen entfernt. Im Tierversuch zeigen sich erste Erfolge. Jeremy Song und Harald Ott vom Massachusetts General Hospital haben jetzt in einem Bioreaktor Nieren aus totem Gewebe erzeugt, die sich im Tierversuch als transplantierfähig erwiesen.

Sie befreiten Rattennieren zuerst von sämtlichen Zellen und besiedelten das übrig gebliebene Hüllgerüst mit Stammzellen. Die auf diese Art wiederbelebten Organe konnten in Kultur und im lebenden Tier Urin ausscheiden. Das Ergebnis ihrer Experimente haben die Forscher im Magazin Nature Medicine veröffentlicht.

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Zuvor war das von Ott weiterentwickelte Verfahren namens Dezellularisierung bereits bei Herz-, Leber- und Lungenspenden zum Einsatz gekommen. Diese Organe sind im Vergleich zur Niere, die den Flüssigkeitshaushalt im Körper reguliert und Giftstoffe herausfiltert, allerdings relativ einfach aufgebaut. Den Forschern gelang es nun erstmals, Ratten eine mit dieser Methode herangezüchtete Niere zu verpflanzen, die funktionierte. Zwölf Tage dauerte der Zellaufbau im Bioreaktor.

Zunächst entnahmen die Forscher Ratten gesunde Nieren. Diese Organe durchspülten sie mit einer seifigen Lösung und wuschen so alle ursprünglichen Zellen heraus. Übrig blieb ein zellfreies Gerüst aus extrazellulärer Matrix, das zu großen Teilen aus dem Strukturprotein Kollagen bestand.

Dieses Proteinskelett besiedelte das Team mit zwei verschiedenen Arten von Stammzellen, um die Architektur des Gewebes zu erhalten: Nabelschnur-Endothelzellen wurden durch die Nierenarterie injiziert und kleideten die Blutgefäße aus. Das eigentliche Organgewebe stellten durch den Harnleiter gespritzte Nierenstammzellen. Besonders kritisch bei dieser Methode ist, die Zellen mit dem richtigen Druckverlauf in die Matrix zu spülen, damit sie sich in der ganzen Niere verteilen.

Erschienen auf spektrum.de

Erschienen auf spektrum.de  |  © Screenshot ZEIT ONLINE

Nach bestandenem Funktionstest in Kultur wurden die so wieder aufgebauten Nieren Ratten als Ersatz für ein natürliches Organ eingesetzt. Sobald die Blutversorgung stand, produzierten die Ratten Urin, ohne dass Blutungen oder eine Abstoßungsreaktion beobachtet wurden. Die Urinproduktion ist eine Kernfunktion der Niere.

Die so wiederbelebten Organe waren also funktionstüchtig, sie erreichten aber nur einen Teil der Filtrationsleistung natürlicher Nieren. Ott und seine Kollegen wollen das Verfahren weiter optimieren. Für zukünftige menschliche Transplantate suchen sie zurzeit vor allem nach den am besten geeigneten Zelltypen.

Harald Ott, der früher Herzchirurg in Innsbruck war und inzwischen seit vielen Jahren an der Rekonstruktion von Organen forscht, sagte: "Das Einzigartige ist, dass die natürliche Architektur des Organs erhalten bleibt. Man kann das Transplantat genau wie eine Spenderniere einpflanzen und mit dem Gefäß- und Harnsystem des Empfängers verbinden."

Nach Informationen der Deutschen Stiftung Organtransplantation warten allein in Deutschland knapp 8.000 Patienten auf eine Spenderniere. Der Bedarf übersteigt die Zahl der verfügbaren Spenderorgane um das Dreifache. Nach einer erfolgreichen Transplantation der Niere eines Spenders bleibt das Risiko einer Abstoßung durch das Immunsystem.

Die Tierversuche zeigen, dass ein solches Verfahren grundsätzlich machbar ist. Gelänge das eines Tages auch beim Menschen, könnten Patienten irgendwann vielleicht neue Organe aus ihren eigenen Zellen erhalten. Damit wäre nicht nur der Organmangel umgangen, es entfiele auch die Immunreaktion. Noch ist das aber nur ein Forschertraum.

Erschienen auf spektrum.de

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Leserkommentare
  1. 1. Klasse

    Ein guter Schritt in die richtige Richtung. Hoffen wir, dass das bald Früchte trägt.

    2 Leserempfehlungen

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  • Schlagworte Immunsystem | Ratte | Innsbruck | Massachusetts
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