Aufgrund des anhaltenden Organmangels in der EU arbeiten Wissenschaftler intensiv an der Entwicklung von Behandlungen für Organfehlfunktionen unabhängig von menschlichen Spendern. Ein Beispiel hierfür ist die Verwendung künstlicher Organe, die mithilfe von Stammzellen entwickelt werden.
Die Nachfrage nach verfügbaren Organen übersteigt bei weitem das Angebot. Dieses ist durch die Abhängigkeit von menschlichen Spendern begrenzt.
Im Dezember 2022 standen nach Angaben der Europäischen Kommission rund 52.000 Patienten auf der Warteliste für ein neues Organ. Im Jahr 2022 erhielten insgesamt 27.952 Patienten ein Transplantat, vor allem Nieren, Lebern, Herzen, Lungen und Bauchspeicheldrüsen.
Um dieser enormen Nachfrage gerecht zu werden, arbeiten Wissenschaftler hart daran, Lösungen zu finden.
Eine der möglichen Lösungen ist die Tier-Mensch-Transplantation oder Xenotransplantation. So wurden in den USA bereits zwei Transplantationen mit genetisch veränderten Schweineherzen durchgeführt.
Eine andere künftige Lösung sind künstliche Organe. Dies ist jedoch noch in weiter Ferne. Forscher können noch keine ganzen Organe im Labor züchten, sagte Micha Drukker, Professor für Stammzellbiologie, Modelle und regenerative Medizin an der Universität Leiden.
Vielversprechend ist jedoch die Gewinnung und Umprogrammierung menschlicher Stammzellen. Diese können dann in spezialisierte Zelltypen umgewandelt und einem Patienten eingesetzt werden, um ganz oder teilweise versagende Organe zu regenerieren.
Wie das funktioniert
In diesem Fall sind pluripotente Stammzellen der Schlüssel für das Wachstum neuer Organteile. Sie sind in der Lage, sich selbst zu erneuern und sich zu allen Zellen des Körpergewebes zu entwickeln.
„Pluripotente Stammzellen sind der Anfang von allem. Im Grunde können sie alle Zelltypen im Körper bilden“, erklärte Drukker gegenüber Euractiv.
Wissenschaftler können an solche Zellen auf zwei Arten herankommen. Die eine besteht darin, sie direkt aus frühen menschlichen Embryonen zu extrahieren, um auf diese Weise sogenannte embryonale Stammzellen zu erhalten.
Die zweite Methode, die der Wissenschaftler Shinya Yamanaka 2006 entdeckte und die ihm 2012 den Nobelpreis einbrachte, funktioniert, indem er reife Zellen von Menschen entnimmt und sie in induzierte pluripotente Stammzellen (IPS) umprogrammiert. Dies sind unreife Zellen, die sich zu allen Arten von Zellen im Körper entwickeln können.
Im Wesentlichen bedeutet dies, dass die Zeit für die Zellen zurückgedreht wird, sodass die Wissenschaftler sie zum Beispiel zu Bauchspeicheldrüsenzellen oder Herzzellen umwandeln können.
„Stammzellen sind eigentlich Zeitmaschinen“, sagte Drukker in Anspielung auf den Film Zurück in die Zukunft.
Durch die Entnahme von ein wenig Blut oder einem kleinen Stück Haut können reife Zellen durch einen Prozess namens zelluläre Reprogrammierung in einen pluripotenten Zustand versetzt werden. Anschließend können Wissenschaftler sie durch einen Prozess, der Differenzierung genannt wird, in eine Bauchspeicheldrüsenzelle oder eine Gehirnzelle umwandeln.
„Deshalb ist die Vorstellung von „Zurück in die Zukunft“ so wichtig. Man beginnt in einem beliebigen Alter, geht zurück bis zum ersten Tag und dann geht man zurück in die Zukunft und führt die embryonale Entwicklung erneut durch, um eine Leber- oder Bauchspeicheldrüsenzelle zu erzeugen“, erklärte Drukker.
Vielversprechende Studien für Typ-1-Diabetiker
Wie weit die Wissenschaft gekommen ist, hängt von der Art des Organs ab.
Bei Typ-1-Diabetikern, bei denen die insulinproduzierenden Zellen in der Bauchspeicheldrüse nicht funktionieren, sind die bisherigen Ergebnisse der klinischen Versuche „äußerst vielversprechend“, so Drukker.
Ein US-Amerikaner mit Typ-1-Diabetes, der eine Infusion mit insulinproduzierenden Inselzellen der Bauchspeicheldrüse erhielt, wurde Berichten zufolge sogar geheilt. Die Krankheit sei bis heute nicht zurückgekehrt.
Bei anderen Organen ist der Erfolg unterschiedlich. Bei den Nieren beispielsweise, den am meisten nachgefragten Organen, gibt es noch viel zu tun. Das liegt vor allem an ihrer großen, komplexen Struktur mit vielen verschiedenen Gewebearten.
„Man kann zwar bestimmte Zelltypen der Niere herstellen, aber noch nicht die ganze Niere. Was wir derzeit gut können, ist die Wiederherstellung von Zellen, die in bestimmten Organen nicht richtig funktionieren“, sagte Drukker. Er fügte hinzu, dass sich Nierengewebe noch in einem frühen Entwicklungsstadium befindet.
„Es ist nicht leicht zu reparieren. In der Regel verschlechtert sich das Organ als Ganzes. Der beste Ansatz ist also, alles zu ersetzen, was heutzutage bei Nierentransplantationen der Fall ist“, ergänzte er.
Dennoch sieht Drukker die Aussichten auf künstliche Organe positiv, denn „noch vor 15 Jahren war das alles nicht möglich.“
Priorisierung der Forschung
Um die Entwicklung fortzusetzen, brauchen die Wissenschaftler die entsprechenden Mittel. Während die Forschung in Europa voranschreite, verlaufe sie in den USA und Japan wesentlich schneller, bemerkte Drukker. Er würde es begrüßen, wenn sich das Tempo in Europa beschleunigen würde.
Vor allem die verstärkte Investition in Automatisierung und intelligente Robotik, voraussichtlich unterstützt durch künstliche Intelligenz, würde die Forschung in eine vorteilhafte Richtung lenken, meinte er.
Derzeit arbeiten Wissenschaftler mit induzierten pluripotenten Stammzellen (IPS) von einer Person, um viele zu behandeln, da die Durchführung der Therapien in ultrasauberen Labors extrem teuer ist. Dies kann jedoch zu mehr immunologischen Komplikationen führen, anstatt den Patienten eine personalisierte Behandlung mit ihren eigenen Zellen anzubieten.
Automatisierte Prozesse mithilfe von Robotern und künstlicher Intelligenz könnten jedoch dazu beitragen, die Kosten zu senken und den Zugang zu den Therapien, einschließlich der personalisierten Therapien, zu erleichtern.
„Letztendlich kann man mit mehr Automatisierung bessere Therapien anbieten, da es sich im Grunde um die eigenen Zellen handelt“, so Drukker.
[Bearbeitet von Giedrė Peseckytė/Zoran Radosavljevic]
Zurück in die Zukunft: Regenerierende Organe im Kampf gegen den Organmangel - EURACTIV Germany
Read More
No comments:
Post a Comment