Menschliches Herz aus einem 3D-Drucker. Bild: shutterstock

Medizin

Alternativen zur Organspende

Nach wie vor gibt es in Deutschland zu wenige Menschen, die bereit sind, ihre Organe zu spenden. Die Warteliste der Patienten bleibt hingegen lang. Forscher suchen verstärkt nach Alternativen zur Spende.

Die Meldung aus Japan sorgte vor einigen Monaten für Aufruhr: Forscher von der University of Tokyo und der Stanford University in Kalifornien dürfen sogenannte Mensch-Tier-Chimären erzeugen und bis zur Geburt wachsen lassen. Chimären nennt man Mischwesen, deren Tierkörper im Embryonenstadium mit menschlichen Zellen bestückt werden, um sie anschließend einem Muttertier einzupflanzen, das sie zur Welt bringt. Sie entstehen, indem man menschliche Stammzellen in einen frühen tierischen Embryo spritzt. Der Embryo ist genetisch so verändert, dass er bestimmte Organe nicht ausbilden kann. Die Stammzellen springen gewissermaßen ein und so entsteht ein menschliches Organ in einem tierischen Körper. Die Organe könnten dann für die Transplantation genutzt werden. Das Team veröffentlichte in „Nature“ erste Ergebnisse.

Die Experimente wurden in Japan genehmigt. In vielen westlichen Staaten wie den USA oder Deutschland ist so etwas immer noch verboten. Abgesehen davon, dass die Methode noch nicht ausgereift ist, wird sie unter ethischen Gesichtspunkten scharf kritisiert: Gesundheitspolitiker Karl Lauterbach (SPD) sprach von einem „ethischen Megaverstoß“, wenn Mensch-Tiermischwesen als „menschliche Organfabriken“ gezüchtet würden. Die Methode setzt auf sogenannte induzierte pluripotente Stammzellen (iPS-Zellen). Diese Zellen werden aus Körperzellen wie etwa Hautzellen durch Reprogrammierung zu Stammzellen zurückentwickelt und können sich dann wieder in jede Art von Gewebe entwickeln.

Peter Dabrock, Vorsitzender des Deutschen Ethikrates und Theologe an der Universität Erlangen-Nürnberg, rät dazu, den Fall nicht über Gebühr zu dramatisieren: „Das Besondere an den dabei entstehenden Lebewesen ist, dass sie zwar Zellen von Tier und Mensch enthalten, diese sich aber nicht vermischen“, betont Dabrock. "Eine rote Linie zieht der Ethikrat erst bei Tier-Mensch-Hybriden. Tier-Mensch-Hybriden sind echte Kreuzungen, bei denen jede Zelle im Körper gleichzeitig Erbmaterial vom Tier und vom Menschen enthalten würde. Das würde das menschliche Selbstverständnis in seiner Abgrenzung zum Tier gefährden“, sagt Dabrock.

Fest steht: Angesichts von über 9500 Menschen, die aktuell in Deutschland auf eine Organtransplantation warten, und denen viel zu wenige Spenderorgane gegenüber stehen, sind neue Ideen gefragt, die langfristig die Methode der Organspende nach dem Hirntod des Spenders ersetzen könnten. Etwa Organe aus dem 3-D-Drucker oder aber eine bessere Prävention, um ein Organversagen überhaupt zu verhindern.

Während 2013 noch 961 Organspender zur Verfügung standen, sind es aktuell (2019) laut der Erhebung der Deutschen Gesellschaft für Organtransplantation (DSO) nur noch 695. Die Kurve zeigt nach unten – daran können auch einzelne Jahre nichts ändern, in denen wieder ein leichter Anstieg zu verzeichnen war. Im kommenden Jahr will der Bundestag über die Neuregelung der Organspende im Todesfall entscheiden. 

 

Präventive Maßnahmen

Unter Organpflege verstehen Fachleute Maßnahmen, die etwa Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Leber- und Nierenkrankheiten verhindern oder abmildern, die zu starken Organschädigungen führen können. Wie sinnvoll das ist, zeigt beispielsweise der Bereich der Lungentransplantation. „Die Lunge ist sicherlich das Organ, das sich am schwierigsten transplantieren lässt, und selbst nach der Transplantation ist oft nur eine kurze Überlebensdauer des Patienten zu erwarten, etwa drei bis fünf Jahre“, sagt der Lungenbiologe Ali Önder Yildirim, der am Helmholtz Zentrum München eine Forschungsgruppe leitet, die sich mit entzündlichen Prozessen bei Lungenkrankheiten beschäftigt. Auch er fordert mehr für die Prävention zu tun. Bei Lungenkrankheiten ist das auch gar nicht so schwer. „Es muss mehr Geld in Anti-Raucherkampagnen investiert werden. Zwar rauchen immer weniger Menschen im mittleren Alter. Dafür fangen aber nach wie vor zu viele junge Leute mit dem Rauchen an“, sagt Yildirim.

Warum eine Lungentransplantation so heikel ist, erklärt sich auch aus der engen „Zusammenarbeit“ von Herz und Lunge.  Eine Erkrankung des Herzens, wie ein angeborener Herzfehler, kann zu Bluthochdruck in der Lunge führen und diese schädigen. Andersherum können Lungenerkrankungen ein Herzversagen hervorrufen.

Ein weiteres Problem neben der zu geringen Zahl an verfügbaren Spenderorganen ist die kurze Zeitspanne, innerhalb der ein entnommenes Organ transplantiert werden muss. Daran, sagt Yildirim, scheitere oft die erfolgreiche Transplantation. Es sei deshalb wichtig, Projekte voranzutreiben, die Möglichkeiten erforschen, entnommene Organe länger haltbar zu machen. „Wenn eine Lunge verfügbar ist, bleiben nur sechs Stunden Zeit, um sie vom Spender zum Empfänger zu transportieren und zu implantieren. Wir arbeiten daran, diese Zeitspanne irgendwann hoffentlich mindestens zu verdoppeln.“

Organe bald aus dem 3D-Drucker?

Klar ist aber auch, dass auch durch beste Prävention Organtransplantationen nicht abgeschafft werden können. Wissenschaftler erforschen daher auch Möglichkeiten, in Zukunft vielleicht komplett auf postmortale Spenderorgane verzichten zu können. Herz, Niere, Lunge, Bauchspeicheldrüse, entwickelt aus Gewebemasse und ausgedruckt mit dem 3D-Drucker – kann das funktionieren? Israelische Forscher haben kürzlich den Prototyp eines Herzens aus menschlichem Gewebe gedruckt. Das Prinzip dahinter – die Verwendung pluripotenter Zellen – ähnlich wie bei den eingangs erwähnten Chimären-Versuchen in Japan. Im konkreten Fall haben die israelischen Forscher aus Fettzellen Herzmuskelzellen und Endothelzellen gezüchtet, die Blutgefäße auskleiden. Bis zum klinischen Einsatz ist der Weg aber noch sehr weit.

„Noch haben Forscher nicht die perfekte Materialzusammensetzung gefunden“, erläutert der Neurowissenschaftler Ali Ertürk, der ebenfalls am Helmholtzzentrum forscht. Die Forscher aus Israel vermischten die Zellen jeweils mit einem dickflüssigen Gel. Aus dem so entstandenen Herzmuskelgel und Blutgefäßgel hat ein 3D-Drucker dann Schicht für Schicht das Mini-Organ gedruckt. Doch dieses Gebilde ist noch kein schlagendes Herz – es kann sich nicht zusammenziehen. „Es gibt bereits sehr gute Erfolge bei der Züchtung einzelner Gewebestücke aus Patientenzellen, wie zum Beispiel Hauttransplantate“, sagt Ertürk, Spezialist auf dem Gebiet der Gewebetechnik. Aber der richtige „Bauplan“ für das Ineinandergreifen verschiedener Funktionen eines komplexen Organs sei noch nicht gefunden.

15.11.2019 , Mareike Knoke

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