Leben aus der Petrischale

Organe sind Mangelware. 4.709 Organe wurden im Jahr 2009 nach Angaben der Deutschen Stiftung Organtransplantation verpflanzt. Rund 12.000 Patienten warten jährlich auf ein Organ. Wissenschaftler haben daher einen großen Traum: biologisch-künstliche Organe oder Organteile zu züchten. Klinische Anwendung findet das so genannte Tissue Engineering längst: Aus entnommenen Knorpelzellen wird im Labor Ersatzknorpel gezüchtet, bei Verbrennungsopfern werden Wunden mit gezüchtetem Gewebe abgedeckt.

Einzelne Menschen leben zudem bereits mit gezüchteten Herzklappen oder Gefäßen. Diese können entweder auf natürlichen Gerüststrukturen wie zum Beispiel Herzklappen aus Spenderherzen beruhen, die nicht in Gänze transplantierfähig waren. Oder aber sie stammen von Tieren wie zum Beispiel Schweinen.

Herzklappen für Kinder

Da solche Klappen mit der Zeit verkalken, haben Wissenschaftler um Axel Haverich, Gründer der Leibniz Laboratorien für Biotechnologie und künstliche Organe (LEBAO) der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH), ein Verfahren entwickelt. "Dabei werden die Zellen von Spender-Herzklappen komplett entfernt, so dass nur die Gerüstsubstanzen übrig bleiben", sagt Ulrich Martin, Leiter der LEBAO. Anders als lebendes Gewebe werden sie nicht immunologisch abgestoßen. Im Organismus implantiert wird dieses Klappengerüst dann durch Zellen aus dem Blut besiedelt. Im Laufe der Zeit entwickelt sich daraus eine körpereigene Herzklappe, die bei Kindern sogar mitwächst. "Nach einigen Wochen ersetzen die Zellen das Organgerüst vollständig", sagt Martin.

Haverich und sein Team haben mit dieser Methode bereits erfolgreich gearbeitet. Sie setzten 20 Kindern eine menschliche Herzklappe ein, die sie zuvor entsprechend behandelt hatten. Die ersten Patienten des Projektes erhielten ihre Klappe im Jahr 2002. "Den Kindern geht es bis heute gesundheitlich gut", sagt Martin. Ob es in Zukunft möglich sein wird, komplex arbeitende Organe wie beispielweise ein Herz oder eine Niere zu ersetzen, vermag der Experte für regenerative Medizin nicht vorherzusagen. "Uns wäre schon viel geholfen, wenn wir beispielsweise zugrunde gegangene Herzmuskel nach einem Infarkt durch gezüchtetes Herzmuskelgewebe ersetzen könnten."

Eine wichtige Frage ist jedoch noch offen: Woher kommen die vielen Zellen, die das Zellgerüst besiedeln sollen? "Allein die Reparatur von zerstörtem Muskelgewebe nach Herzinfarkt benötigt Millionen Zellen", sagt Martin. Erst kürzlich gaben die MHH-Forscher jedoch selbst eine Antwort: Sie stellten aus Zellen des menschlichen Nabelschnurblutes so genannte induzierte pluripotente Stammzellen her, die sie dann unter anderem in Herzmuskelzellen verwandelten. Die Hoffnung ist daher groß, dass diese Zellen bald als Quelle für Ersatzgewebe dienen könnten.