Neue Organe züchten beginnt mit dem Bau von etwas, das einem Embryo ähnelt
Um eines Tages neue Organe oder gar ganze Körper züchten zu können, müssen Wissenschaftler zunächst verstehen, wie ein Embryo das bewerkstelligt. Der jüngste Schritt: sogenannte Pseudo-Embryonen, die mehrere Organe gleichzeitig anlegen.
Es klingt nach Science-Fiction, ist aber ein ernsthafter Forschungsansatz in der regenerativen Medizin: neue Organe für Menschen züchten, die ihre eigenen durch Krankheit oder Alterung verloren haben. Kein Warten auf einen Spender, keine Abstoßungsprobleme durch ein fremdes Organ, sondern einfach einen frischen Ersatz aus den eigenen Zellen herstellen. Dass das Prinzip funktioniert, wurde bereits an einfachen Strukturen wie Hautgewebe gezeigt. Die Herausforderung besteht darin, dies auf komplexe Organe mit Dutzenden von Zelltypen, Blutgefäßen, Nerven und einer präzisen räumlichen Anordnung zu übertragen.
Die neueste Strategie geht einen Schritt über die Züchtung isolierter organähnlicher Strukturen, sogenannter Organoide, hinaus. Forscher arbeiten an sogenannten Multi-Organ-Pseudo-Embryonen: synthetischen Strukturen, die ähnlich wie ein früher Embryo mehrere Organe gleichzeitig in der richtigen räumlichen Beziehung zueinander anlegen. Der Gedanke dahinter: Die Natur hat dieses Problem bereits gelöst. In einem Embryo organisiert sich ein Zellhaufen innerhalb von Tagen zu einem vollständigen Körperbauplan. Wer die Signale versteht, die diesen Prozess steuern, könnte ihn außerhalb des Körpers nachbilden.
Warum Organoide nicht ausreichen
Organoide, miniaturhafte organähnliche Strukturen, die in der Petrischale wachsen, gehören zu den großen Erfolgsgeschichten der Biotechnologie der vergangenen zwei Jahrzehnte. Mit ihrer Hilfe lässt sich Herzgewebe, Darmgewebe und sogar primitive Gehirn-Strukturen herstellen. Doch ihnen fehlt etwas Wesentliches: Architektur. Ein echtes Organ besteht nicht nur aus den richtigen Zellen, sondern hängt auch von der richtigen Struktur ab: Blutgefäße, die sich auf genau die richtige Weise verzweigen, Bindegewebe, das Organwände bildet, und Nervenfasern, die die korrekten Verbindungen herstellen. Diese Struktur fehlt Organoiden.
Pseudo-Embryonen sind ein Versuch, auch diese Architektur zu reproduzieren, indem untersucht wird, wie frühe embryonale Zellen sich anordnen. Dabei geht es nicht darum, echte menschliche Embryonen für medizinische Zwecke zu züchten, was ethische Fragen aufwirft, die das vorerst ausschließen. Pseudo-Embryonen sind synthetische Konstrukte aus Stammzellen, die einige frühe Entwicklungsstadien nachahmen.
Wie weit ist die Wissenschaft wirklich?
Nüchternheit ist hier geboten. Die Lücke zwischen einem Pseudo-Embryo im Labor und einem voll funktionsfähigen, beim Menschen implantierbaren Organ ist enorm. Die Werkzeuge sind noch grob, und das Verständnis davon, wie die Zell-Biochemie auf molekularer Ebene zusammenwirkt, ist lückenhaft. Die Richtung aber ist klar: Wer das Verhalten von Zellen kontrollieren kann, wird letztlich Gewebe und Organe auf Abruf herstellen können. Ob das jemals möglich sein wird, scheint keine Frage mehr zu sein, sondern nur noch eine des Wann.