Organe aus dem Zelllabor

Ersatzteile aus dem Bioreaktor

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Bei der Herstellung künstlicher Gefäße eröffnet das Tissue Engineering ungeahnte Möglichkeiten. Aus einer kleinen Gefäßbiopsie des Patienten werden die entsprechenden Zellen gewonnen und in Kultur genommen, wo sie sich unter Zugabe von Wachstumsfaktoren vermehren. In einer flachen Biomatrix (Wachstumsunterlage) ziehen die Bioingenieure dann ein dreidimensionales Geflecht aus Bindegewebszellen heran und formen dieses Konstrukt zu einem Röhrchen. Anschließend wird es außen mit glatten Muskelzellen und innen mit Endothelzellen besiedelt.

In einem speziell entwickelten Bioreaktor, der Nährstoffe und Sauerstoff bereitstellt, beginnen die Zellen mit der Ausbildung eines funktionellen Gewebes. Um das Gewebe an die physiologischen Stressbedingungen des fließenden Blutes zu gewöhnen, wird es einem pulsierenden Fluss des Kulturmediums ausgesetzt. Die neu konstruierten Gefäße halten einem experimentell erzeugten internen hydrostatischen Druck von 1000 mm Hg stand, was dem 6-8fachen des natürlichen systolischen Blutdruckes entspricht – ein Ergebnis, das die Hunderttausenden Patienten, die einen Bypass benötigen, zuversichtlich stimmen dürfte.

Ganze Organe, so komplex wie beispielsweise ein Herz, wachsen zu lassen, ist allerdings eine ungleich größere Herausforderung. Dabei ist der klinische Bedarf groß – derzeit warten Patienten, die ein Herztransplantat benötigen, teilweise mehrere Jahre auf ein Spenderorgan. Und selbst wenn ein Organ vorliegt, müssen noch zahlreiche immunologische Hürden genommen werden: Da das Immunsystem körperfremde Organe nicht akzeptiert und abstößt, müssen die Abstoßungsreaktionen ein Leben lang medikamentös unterdrückt werden, unter Inkaufnahme teils erheblicher Nebenwirkungen. In der Regel arbeitet ein solches Spenderorgan dann nicht länger als ein Jahrzehnt. Um diesen Patienten neue Perspektiven eröffnen zu können, müssen noch große Forschungsanstrengungen im Bereich des Tissue Engineering unternommen werden.

BIOMAX Ausgabe 16, Herbst 2004; Autorin: Christina Beck

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