Zur mobilen Ansicht wechseln »

Forschung Gezüchtete Organstücke statt Tests an Patienten.

Organe im Labor
Organe im Labor - Foto: FH Technikum Wien/Dominik Rünzler
An der FH Technikum Wien arbeiten Forscher daran, Stücke von Organen und Geweben im Labor zu züchten. So sollen Krankheiten erforscht und Tests an Patienten ersetzt werden.

Das Züchten von ganzen Organen im Labor ist eine Technik, die das Potenzial hat, die Medizin zu verändern. Bis dahin ist es aber noch ein weiter Weg . An der FH Technikum Wien werden erste Schritte in diese Richtung unternommen, indem kleine Stücke von Organen und anderen Geweben erzeugt werden, mit einem Durchmesser von einigen Mikrometern bis zu wenigen Millimetern. Eines der ersten Ziele der Forschung war die Haut. “Haut ist einfach, weil sie nur aus einer dünnen Schicht besteht. Andere Organe sind schwieriger, weil die Blutversorgung, die aus verschiedenen Zelltypen besteht, mitgedruckt werden muss, um das Gewebe am Leben zu erhalten”, erklärt Dominik Rünzler von der FH Technikum Wien.

Rünzler_Dominik_web.jpg
Foto: FH Technikum Wien/Bernhard Wolf
An der FH Technikum Wien wird vor allem mit Muskel- und Knorpelgewebe gearbeitet. Der Vorteil der Gewebestückchen mit dreidimensionaler Struktur gegenüber bloßen Zellkulturen, die in Petrischalen gezüchtet werden, ist, dass sie sich ähnlich wie echte Organe verhalten. Die Struktur wird den jeweiligen Zellen durch ein Gerüst vorgegeben, das mit Spritzgussverfahren oder im 3D-Drucker hergestellt werden kann. “Das Gerüst muss biokompatibel und abbaubar sein. Bei uns kommt Fibrin als Material zum Einsatz, ein Stoff, der auch bei der Blutgerinnung eine wichtige Rolle spielt. Die Substanz wird schon nach etwa zwei Wochen von den Zellen abgebaut”, erklärt Rünzler.

Kranke Knorpel

Wenn haltbarere Strukturen gefordert sind, kann auch Fibroin verwendet werden. Das ist ein Bestandteil von Seide, der sich bis zu einem Jahr hält, bevor er abgebaut wird. Daneben gibt es noch zahlreiche Mischungen mit künstlichen Polymeren. An der FH Technikum Wien werden diese Gerüste teilweise mit kranken Zellen von Patienten besiedelt. “Einer unserer Schwerpunkte ist das Züchten von krankem Gewebe, um mehr über die Genese von Erkrankungen zu erfahren. Später könnten Patienten auch Zellen entnommen werden, an denen dann Medikamententests durchgeführt werden könnten, um die Verträglichkeit zu testen”, sagt Rünzler.

Durch das Züchten von Knorpelgewebe soll etwa die Erforschung von Osteoarthritis, einer Abnutzung der Gelenke durch Entzündungen, vorangetrieben werden. “Dafür gibt es keine einfachen Tests, derzeit können nur Röntgenaufnahmen zur Diagnose herangezogen werden. Wir züchten das Knorpelgewebe in Pellets von etwa einem Zehntel Millimeter Durchmesser im Bioreaktor. Damit das funktioniert, müssen die Zellen mechanisch stimuliert werden, nicht nur mit Nährstoffen versorgt”, sagt Rünzler. Durch die Arbeit mit den Pellets könnte in Zukunft vielleicht ein einfacher Test oder gar ein wirksames Medikament gegen Osteoarthritis gefunden werden.

Trainierte Muskeln

Die Muskelfasern, die von den Forschern im Labor gezüchtet werden, sind im Gegensatz zum Knorpelgewebe gesund. Auch hier müssen die Zellen mechanisch stimuliert werden, um brauchbare Gewebestücke für die Forschung gewinnen zu können. Im Labor wird dann untersucht, welche Substanzen ein trainierter Muskel an seine Umgebung abgibt. “Die geben zahlreiche Botenstoffe ab, die gegen Gelenksentzündungen helfen können. Diese Stoffe geben wir auch unseren kranken Knorpelgebilden, um zu sehen, wie sich das auswirkt. Solche Botenstoffe haben enormes Potenzial”, sagt Rünzler. Es gibt auch Hinweise darauf, dass Botenstoffe aus dem Fettgewebe bei untrainierten Menschen ein Faktor für Gelenksentzündungen sein können.

Ein weiteres Forschungsziel der FH ist es, die Herstellung von organähnlichen Strukturen billiger, einfacher und schneller zu machen. Die Herstellung ganzer Organe ist für die Wissenschaftler derzeit kein Thema. “Fertige 3D-Organe sind noch weit weg, weil das Drucken von Nerven und Blutversorgung sehr komplex ist. Unsere winzigen Strukturen können aber vermutlich ohnehin mehr Menschen helfen als ein ausgedrucktes Herz, etwa wenn Präparate durch unsere Arbeit nicht mehr am Patienten getestet werden müssen”, sagt Rünzler.

 

Dieser Artikel ist im Rahmen einer Kooperation zwischen futurezone und FH Technikum Wien entstanden.

Dominik Rünzler ist Studiengangsleiter Technisches Umweltmanagement und Ökotoxikologie sowie stv. Studiengangsleiter Tissue Engineering and Regenerative Medicine F&E FH plus "NewTissue"

(futurezone) Erstellt am 02.09.2015, 06:00

Kommentare ()

Einen neuen Kommentar hinzufügen

( Abmelden )

Ihr Kommentar

Antworten folgen
Melden Sie den Kommentar dem Seitenbetreiber. Sind Sie sicher, dass Sie diesen Kommentar als unangemessen melden möchten?
    Bitte Javascript aktivieren!