Standort: science.ORF.at / Meldung: "Mini-Menschenleber wächst im Kopf der Maus"

Weiße Maus sitzt auf dem Boden

Mini-Menschenleber wächst im Kopf der Maus

Bei der Entwicklung künstlicher Organe für Menschen gehen Forscher Wege, die auf den ersten Blick bizarr scheinen. Jüngstes Beispiel: Japanische Mediziner haben menschliches Lebergewebe im Labor gezüchtet und dann in den Kopf von Mäusen transplantiert. Dort hat sich eine funktionstüchtige Mini-Leber entwickelt.

Biomedizin 04.07.2013

Die japanischen Forscher hatten ihre Ergebnisse erstmals Mitte 2012 auf einer Stammzellkonferenz in Yokohama vorgestellt und beschreiben sie nun in einer Studie.

Die Studie:

"Vascularized and functional human liver from an iPSC-derived organ bud transplant" von Takanori Takebe und Kollegen ist am 3.7. in "Nature" erschienen.

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Kopf gut zu beobachten

Das Team um Takanori Takebe von der Yokohama City University hat erst aus drei verschiedenen Zelltypen eine "Leberknospe" im Labor gezüchtet. Diese Knospe setzten sie den Nagern dann durch ein kleines Loch in der Schädeldecke ein.

Im Kopf sei es besonders einfach, Wachstum und Funktion des Gewebes zu überwachen, etwa mit speziellen Mikroskopen, erläuterte Takanori Takebe. Die Mäuse hatten einen Defekt des Immunsystems - damit es nicht zu einer Abstoßung des Transplantats kommt. Die Zellen und das Gewebe fanden laut der Studie Anschluss an das Gefäßsystem.

Eine Mischung von Zellen

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Über dieses Thema berichtet auch "Wissen aktuell", 4.7.2013, 13:55 Uhr.

Grundlage waren induzierte pluripotente Stammzellen (iPS-Zellen). Solche Zellen werden etwa aus menschlichen Hautzellen gewonnen und dann zu einer Art Stammzellen verjüngt.

Die Forscher um Takebe und Hideki Taniguchi ließen die iPS-Zellen zu Vorläufern von Leberzellen heranwachsen. Dazu gaben sie dann menschliche Gefäßzellen aus Nabelschnurgewebe sowie unreife Bindegewebszellen. Aus diesem Gemisch entwickelten sich in der Petrischale nach einigen Tagen dreidimensionale Strukturen.

Diese Selbstorganisation der Zellen sei für die Wissenschaftler selbst unerwartet gewesen, hieß es auf einer Telefonkonferenz.

Video: Die Entwicklung der Leberknospe in 72 Stunden

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Methode funktioniert - prinzipiell

Dass sich aus der Leberknospe in den Mausköpfen eine Mini-Leber entwickelt habe, sei ein "proof of principle" - der Beweis, dass die Methode im Prinzip funktioniert und auch bei anderen Organen wie Nieren, Lungen oder Bauchspeicheldrüsen eingesetzt werden könnte.

Zu mehreren Zeitpunkten untersuchten die japanischen Forscher die Mini-Leber, auch noch zwei Monate nach der Transplantation. Sie machten Tests mit Medikamenten, die von der Leber verstoffwechselt werden, wiesen Eiweiße nach und analysierten Gene.

Bei späteren Versuchen setzten die Forscher das Gewebe in das Bindegewebe um den Darm im Bauchraum ein, also einem "realistischeren Zielort", wie sie in der Studie schreiben. Auch dort wuchs das Gewebe ein.

Die naheliegende Idee, die Mini-Leber in die Leber der Mäuse zu transplantieren, scheitert derzeit noch an der Größe der Knospe. Mit vier bis fünf Millimetern ist sie zu groß, um sie in den Blutkreislauf zu schicken. Nächstes Ziel ist daher die Entwicklung von maximal 100 Mikrometer großen Leberknospen, die dann über das Blut in die Leber der Mäuse wandern könnten.

Noch große Hürden

Abgesehen davon, dass es sich um Mäuseexperimente handelt, haben die Forscher noch weitere Hürden auf dem Weg zum Patienten zu nehmen - denn die aktuelle Leber ist nicht perfekt. Zu den Aufgaben des Stoffwechselorgans gehört es, giftige Stoffe aus dem Blut abzubauen.

Für den Stammzellforscher Tobias Cantz von der Medizinischen Hochschule Hannover bleiben bei dem Versuch u.a. folgende Fragen offen: "Nach den präsentierten Daten ist noch unklar, ob sich in dem Gewebe auch Gallengänge bilden, über die die giftigen Stoffe aus der Leber herausgeleitet werden können." Dazu komme die Frage, ob ausreichend Lebergewebe gezüchtet werden könnte, um Menschen zu helfen. Auch sei offen, wie sich eine derartige Leber bei einer Schädigung durch Gifte verhalten würde, wie sie im klinischen Alltag beobachtet würde.

Nach Einschätzung von Studienautor Takebe könnten erste Studien mit Patienten womöglich in zehn Jahren beginnen. Seit mehreren Jahrzehnten versuchen Wissenschaftler bereits, Organe im Labor zu züchten, um sie einmal als Ersatz für kranke Lebern oder Herzen einzusetzen.

science.ORF.at/dpa

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