Erste Kunstniere bei Ratten implantiert

Künstliche Nieren in Zukunft als Ersatz für Spenderorgane?

15.04.2013

Die ersten künstlichen Nieren wurden erfolgreich bei Ratten implantiert. Ein Forscherteam um den Österreicher Harald Ott vom Massachusetts General Hospital an der Harvard Medical School in Boston, hat ein bislang nur zur Herstellung von künstlichen Herzen, Lebern und Lungen angewandtes Verfahren für die biologische Nachbildung einer Niere genutzt. Die Kunstnieren wurden anschließend Ratten eingesetzt und zeigten dabei die Fähigkeit, Urin zu produzieren, auch wenn ihre Funktion deutlich hinter der einer natürlichen Rattenniere zurückblieb. Die Ergebnisse ihrer Studie haben die Forscher im Fachmagazin „Nature Medicine“ veröffentlicht.

Das Verfahren zur Herstellung der Kunstniere basierte auf dem von Harald Ott bereits bei dem biologischen Nachbau von Herzen und Lungen genutzten Ansatz, der eine Reduzierung des Organs auf das ursprüngliche Zellgerüst und einen anschließenden Wiederaufbau mit frischen Zellen in einem sogenannten Bioreaktor vorsieht. Die so erstellten Kunstnieren erwiesen sich sowohl in Labortests als auch nach der Implantation bei lebenden Ratten als durchaus funktionsfähig. Damit wecken die Forscher um Harald Ott die Hoffnung, das künftig Nieren je nach Bedarf künstlich hergestellt werden können. Das lange Warten auf ein Spenderorgan, hätte für die Betroffenen endlich ein Ende.

Kunstniere erreicht 23 Prozent der normalen Nierenfunktion
Das Forscherteam um Harald Ott vom Massachusetts General Hospital hat mit einem speziellen Verfahren das Grundgerüst der Nieren verstorbener Ratten vollständig von den Nierenzellen befreit, so dass am Ende nur das Kollagengerüst des Organs übrig blieb. Anschließend wurden frische Nierenzellen auf diesem angesiedelt. Im Bioreaktor entwickelte sich nach zwölf Tagen eine Kunstniere, die in Labortests rund 23 Prozent der vollen Nierenfunktion erreichte. Die Forscher implantierten die Nieren lebenden Ratten, wo die künstlichen Organe immer noch durchschnittlich Werte von fünf bis zehn Prozent der normalen Nierenfunktion erreichten.Sobald die Blutversorgung der Kunstnieren hergestellt wurde, begannen diese mit der Urinproduktion, „ohne Anzeichen von Blutungen oder die Bildung von Blutgerinnseln“, schreiben die Forscher.

Geringes Risiko einer Abstoßung bei den biologischen Kunstnieren
„Wenn diese Technik auf die menschliche Größe von Transplantaten skaliert werden kann, könnten Patienten mit Nierenversagen, die derzeit auf eine Spenderniere warten oder die nicht zu den Transplantationskandidaten zählen, theoretisch neue, aus ihren eigenen Zellen abgeleitete, Organe erhalten“, erläuterte der aus Österreich stammende Chirurg, Harald Ott. Ein wesentlicher Vorteil der neuen Kunstnieren wäre dabei nicht nur die Verfügbarkeit (rund 100.000 Patienten in den USA warten laut Angaben der Forscher allein in den USA derzeit auf eine Nierentransplantation), sondern auch das geringe Risiko einer Abstoßung des Organs beziehungsweise die hohe Biokompatibilität. Bislang ist es so, dass selbst diejenigen, die das Glück haben eine Transplantation zu empfangen, ein Leben lang Immunsuppressiva einnehmen müssen und am Ende trotzdem stets das Risiko einer Abstoßung nach einer Nierentransplantation besteht.

Organe auf Bestellung?
In Bezug auf die derzeit noch recht geringe Funktionalität der künstlichen Nieren erklärte Harald Ott, dass „eine weitere Verfeinerung der Zelltypen für die Aussaat und weitere Reifung“ im Bioreaktor hier deutliche Verbesserungen bewirken könne. Es bestehe die Hoffnung, „dass biotechnologische Nieren eines Tages in der Lage sein werden, die Nierenfunktion vollständig zu ersetzen, so wie Spendernieren dies tun.“Bei idealer Entwicklung ließen sich die erforderlichen Transplantate künftig „on demand“ aus eigenen Zellen des Patienten herstellen, womit der Organmangel und die Notwendigkeit der chronischen Immunsuppression überwunden werden könnte, so das Fazit der Forscher. (fp)

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