Mini-Leber aus menschlichen Hautzellen. (UPMC) Wissenschaftlern ist es gelungen, funktionsfähige Miniaturlebern in Ratten zu transplantieren, nachdem sie die biotechnologisch hergestellten Organe im Labor aus umprogrammierten menschlichen Hautzellen gezüchtet hatten.
Das Experiment, bei dem den Tieren funktionsfähige Leberorgane verliehen wurden, könnte den Grundstein für zukünftige Behandlungen gegen Leberversagen im Endstadium legen – eine Krankheit, die das Leben von Menschen fordert 40.000 Menschen in den USA jedes Jahr.
Obwohl es noch viel zu tun gibt, bevor die Technik menschlichen Patienten direkt helfen kann, sagen die Forscher, dass ihr Machbarkeitsnachweis dazu beitragen könnte, eine zukünftige Alternative zu Lebertransplantationen zu untermauern, deren Durchführung oft unglaublich kostspielig und streng ist begrenzt durch Spenderangebot.
Ein weiteres positives Ergebnis wäre die Verwendung des Ansatzes zur vorübergehenden Verbesserung der Leberfunktionsstörung bei Patienten, wodurch das Leben der Menschen verlängert würde, während sie auf der Warteliste für diese lebenswichtigen Organe stehen: eine schwierige Situation etwa 14.000 Amerikaner zu jedem Zeitpunkt, die meisten von ihnen werde niemals eine Transplantation erhalten .
„Das langfristige Ziel besteht darin, Organe zu schaffen, die die Organspende ersetzen können, aber in naher Zukunft sehe ich dies als eine Brücke zur Transplantation.“ erklärt Pathologe Alejandro Soto-Gutiérrez von der University of Pittsburgh.
„Zum Beispiel benötigen Sie bei akutem Leberversagen möglicherweise nur eine vorübergehende Leberförderung anstelle einer völlig neuen Leber.“
Um ihre Mini-Lebern wachsen zu lassen, nahmen die Forscher von Freiwilligen gespendete menschliche Hautzellen und verwandelten sie in eine Stammzelle Staat, bekannt als induzierte pluripotente Stammzellen , aus dem andere Arten von Zelltypen abgeleitet werden können.
Anschließend lösten die Forscher mithilfe von Hormonen und anderen Chemikalien eine Differenzierung der Zellen aus, sodass daraus Leberzellen wurden, die im Labor kultiviert wurden.
Während es normalerweise zwei Jahre dauert, bis die Leber eines Menschen vom Moment ihrer Geburt an ausgereift ist, konnten die Forscher ihre Miniaturanaloga in nur wenigen Wochen züchten, indem sie die gewachsenen Zellen auf einem Rattenlebergerüst aussäten, das von seiner Leber befreit worden war Rattenzellen.
Während frühere experimentelle Lebertransplantatforschungen Nagetierzellen in das Gerüst eingebaut hatten, nutzten die Forscher hier menschliche Zellen Stammzellen um das funktionelle Gewebe der Leber sowie ihr Gefäßsystem und Gallengangsnetz zu besiedeln.
Bei der Transplantation in fünf Ratten schienen die Mini-Lebern funktionsfähig zu sein. Nach vier Tagen – zu diesem Zeitpunkt wurden die Tiere getötet und seziert – ergaben Tests, dass die biotechnologisch veränderten Lebern Gallensäuren und Harnstoff absonderten; Menschliche Leberproteine im Blut der Tiere waren ein weiteres Zeichen dafür, dass die Organe funktionierten.
Nicht, dass die Transplantationen perfekt funktioniert hätten. Hinweise auf einen schlechten Blutfluss in das Transplantat, zusätzlich zu Thrombosen und Ischämie zeigt, dass es immer noch ernsthafte Schwierigkeiten gibt, solche Transplantate ordnungsgemäß mit dem Gefäßnetz eines Tieres zu verbinden.
Dennoch ist es immer noch eine bemerkenswerte Leistung. Für kurze Zeit lebten fünf Ratten mit menschlichen Miniaturlebern, was noch nie zuvor nachgewiesen wurde, und es könnte uns dazu bringen, eines Tages dieselben Techniken zum Wohle menschlicher Patienten einzusetzen.
Dieser Tag könnte noch lange auf sich warten lassen (vielleicht ein Jahrzehnt später). Forscher schlagen vor ), obwohl dies vom Erfolg einer Vielzahl zukünftiger Experimente abhängt, einschließlich des Nachweises, dass diese Art von künstlichen Transplantaten für den Menschen sicher sind, was abzuwarten bleibt.
Mittlerweile funktionieren Methoden wie diese – auch letztes Jahr vom selben Labor entwickelt – könnte den Einsatz solcher Miniorgane ermöglichen, um simulierte Krankheiten zu untersuchen und verschiedene Behandlungsmöglichkeiten zu testen.
„Ich glaube, dass es ein sehr wichtiger Schritt ist, weil wir wissen, dass er machbar ist“, erklärte Soto-Gutiérrez Invers . „Man kann aus einer Hautzelle ein ganzes Organ machen, das funktionsfähig ist.“
Über die Ergebnisse wird berichtet Zellberichte .