Einer Gruppe von US-Biotechnologen an der Rice University im texanischen Houston ist ein möglicherweise entscheidender Schritt in der Herstellung künstlicher Organe gelungen. Sie kreierten mit Hilfe eines neuen
3D-Druck-Verfahrens weiche Blutgefäße und
Luftwege wie in einer Lunge und konnten zeigen, dass die in
sogenanntem Hydrogel gefertigten Strukturen in der Lage sind, Blut
mit Sauerstoff anzureichern.

Eine wichtige Rolle bei dem neuen Ansatz, den die Gruppe um den Forscher Jordan Miller in der Fachzeitschrift Science vorstellte, spielt der künstliche Farbstoff
Tartrazin (E 102). Dieser Stoff ist wichtig für das 3D-Druck-Verfahren – für den Menschen aber ungefährlich, wie die Untersuchungen zeigen sollen. Dies könnte der entscheidende Faktor bei der Nutzung von 3D-Verfahren sein, da bislang genutzte
Substanzen als krebserregend und erbgutschädigend
bekannt sind.

E102-Verfahren funktioniert auch mit Lebendzellen

Miller und sein Team versuchten sich dann an einer Art künstlichem Lungennachbau und wollten testen, ob Sauerstoff aus einem lungenähnlichen Luftsäckchen ins Blutsystem übertreten kann. Hierzu leiteten sie sauerstoffarme rote Blutkörperchen in das Blutgefäßsystem rund um das Luftsäcken. Und tatsächlich waren beim Verlassen des Gefäßsystems die Blutkörperchen
mit Sauerstoff gesättigt. Als Ersatz für Atemluft verwendeten die
Forscher reinen Sauerstoff, der in das Luftsäckchen gepumpt wurde.

Die
Forscher zeigten außerdem, dass ihr Verfahren prinzipiell auch in
Kombination mit lebenden Körperzellen verwendet werden kann. Sie
stellten künstliches Gewebe her und brachten darauf echte Leberzellen
an. Anschließend pflanzten sie es Mäusen ein und konnten zeigen, dass die
Zellen die Implantierung überlebten.

Die Lösung für alle Probleme bei Transplantationen?

Von künstlich hergestellten, gedruckten Organen versprechen sich Ärzte, Patienten und Unternehmen in der medizinischen Branche viel. Befürwortern zufolge können sie gleich zwei Probleme der
Transplantationsmedizin lösen: Zum einen gibt es viel zu wenige
Spenderorgane. Zum anderen müssen die Patienten auch nach erfolgreicher
Transplantation häufig ihr Leben lang Medikamente nehmen, die eine
Abstoßungsreaktion des Körpers verhindern. Bei biotechnologisch
hergestellten Organen können hingegen Körperzellen des Patienten
verwendet werden. Körpereigene Zellen werden in der Regel nicht
abgestoßen.

Die Biotechnologen in Houston sind dabei nicht die einzigen Wissenschaftler, die in diese Richtung forschen. Mitte April sorgte eine israelische Forschergruppe für Aufsehen, als sie verkündeten, sie hätten mit einem ebenfalls speziellen
3D-Verfahren ein Herz aus menschlichen Zellen gedruckt. Zwar hat es nur
die Größe eines Hasenherzens und die Zellen können sich nicht synchron
zusammenziehen. Doch es enthält Kammern, Gewebe und Blutgefäße wie ein natürlich gewachsenes Herz.