Alternativen zur Organspende

Künstliche Organe

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AUTOR/IN
Frank Wittig

Kunstherzen, Organe von Schweinen oder aus Stammzellen gezüchtete Organe – Forscher arbeiten an Alternativen zur Organspende. Bisher allerdings mit nur mäßigem Erfolg.

Die Nachfrage nach Organen ist größer als das Angebot. Notgedrungen suchen Wissenschaftler nach Alternativen zu Organen von menschlichen Spendern. Künstliche Organe selbst zu bauen, liegt da nahe. Kunstherzen, die es seit über 30 Jahren gibt, wurden ständig verbessert. Prof. Steinseifer und sein Team vom Helmholz-Institut in Aachen haben das bisher fortschrittlichste Kunstherz konstruiert. High-End-Materialien und nahezu verschleißfreie Mechanik sollen eine lange Lebensdauer sicherstellen.

Auch das Problem mit der Energieversorgung scheint gelöst. Ein kleiner Puffer-Akku, implantiert, reicht für eine halbe Stunde. So können Transplantierte auch Duschen oder Baden gehen. Die Hauptenergie wird per Induktion von außen zugeführt. Damit werden Kabel durch die Haut für die Energieversorgung überflüssig. Und das Risiko einer bakteriellen Infektion, die bisher ein großes Risiko für Kunstherzträger darstellte, ist gebannt.

Das Kunstherz – eine Übergangslösung

Aber trotz aller Fortschritte: das technische Kunstherz hat Probleme: Sowohl durch den Kontakt mit den körperfremden Oberflächen, als auch durch Strömungsfallen in der Pumpe steigt die Gefahr für Blutgerinnsel. Blutverdünner müssen dauerhaft eingenommen werden. Eine Belastung für die Patienten. Deshalb wird das Kunstherz wohl auf absehbare Zeit nur eine Übergangslösung bleiben, bis ein echtes Herz zur Transplantation bereit steht. Während die relativ einfache Pumpfunktion des Herzens von der Maschine gut zur Verfügung gestellt werden kann, sind komplexe Organmaschinen, als Ersatz für Leber oder Niere – zumindest als Implantat – bisher nicht im Einsatz.
Viele Mediziner hoffen hier für die Zukunft auf Organe von Tieren. Da Schweine dem Menschen anatomisch sehr nahe stehen, gelten sie vielen Experten als aussichtsreichste Lieferanten für die sogenannten „Xenotransplantate“. Tatsächlich wurden experimentell schon Schweine geklont, um genetisch identische, standardisierte Schweine als Organspender zu erhalten. Doch auch hier gibt es ungelöste Probleme: So könnten Retroviren aus dem Genom der Schweine für den Menschen gefährlich werden. Ein Problem, das mit modernster Gentechnik allerdings relativ gut zu lösen ein sollte. Noch grundsätzlicher ist allerdings das Problem mit der Kompatibilität der Arten: Das Immunsystem des Menschen erkennt das Schweinegewebe als fremd. Abstoßungsreaktionen sind die Folge. Auch hier werden Wissenschaftler versuchen, gentechnisch einzugreifen, um die Schweinezellen in Zukunft „menschlicher“ zu machen.

Tiere als Organlieferanten

Eine weitere Alternative zur Organspende sind gezüchtete Organe. Eine Möglichkeit besteht darin, menschliche Stammzellen zu gewinnen und diese in frühe Tierembryonen einzubringen. Embryonen, denen per Gentechnik dien eigenen Anlagen für das entsprechende Organ „explantiert“ wurde. Aus den Stammzellen können in diesen Tieren menschliche Organe heranwachsen. Und den Tieren, wenn sie erwachsen sind zur Transplantation entnommen werden. Aber nicht nur Tierschützer lehnen dieses Verfahren aus ethischen Gründen ab.

Zwischen Ratten und Mäusen ist der Organ-Transfer schon gelungen. Doch die sind eng miteinander verwandt und die Abstoßungsreaktionen sind deshalb durch Unterdrückung des Immunsystems beherrschbar. Ob dieses Verfahren etwa zwischen Mensch und Schwein praktizierbar wäre, ist noch nicht geklärt. Außerdem sprechen Kritiker davon, dass hier Schimären aus Mensch und Tier hergestellt würden. Und erklären, das sei ethisch inakzeptabel.

Zuchtorgane aus dem Labor

Ethisch weniger verfänglich ist es, aus Tierorganen alle tierischen Zellen auszuspülen. Übrig bleibt eine Art Organskelet, das mit menschlichen Zellen neu besiedelt werden könnte. Der Vorteil: Das Organskelet stellt Informationen zum Feinaufbau des Organs bereit. Erste Tierversuche sind erfolgversprechend. So wurden entsprechend „gesäuberte“ Skelette von Nieren und Herzen von Ratten schon mit neuen Zellen besiedelt und haben Organfunktionen gezeigt. Allerdings liegt die Leistung dieser Kunstorgane bisher nicht in einem Bereich, der sie für einen Organersatz wirklich tauglich macht.

Schließlich gibt es noch die kühne Vision von Organen aus dem Drucker.

Erste Versuche gab es mit einfachen Körperteilen, die eingescannt wurden. So hatte der Computer die 3D-Daten – etwa der Ohrmuschel – zur Verfügung und konnte einen 3D-Drucker steuern. Aus einem Gel mit Knorpelzellen – die Wissenschaftler sprechen von „Biotinte“ - lässt sich so die Knorpelarchitektur des Ohres aufzubauen. Erfolgversprechend sind auch die Versuche, aus feinen Zellfäden in mehreren Schichten künstliche Haut aufzubauen. Schon bald könnten Brandopfer von dieser Technik profitieren.

Aber das Drucken von komplexen Organen mit vielen verschiedenen Zelltypen und Funktionen und die Versorgung der Organe mit Nährstoffen und Sauerstoff durch die winzigen Kapillargefäße ist bisher noch Zukunftsmusik.

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Frank Wittig