Einem chinesischen Wissenschaftlerteam ist es erstmals gelungen, Nieren mit menschlichen Zellen in Schweineembryonen zu züchten. Dies verspricht eine Alternative zu Organtransplantationen.
In Schweineembryos gezüchtete Organe enthalten 50–60 % menschliche Zellen. Foto: SCMP
Ein Forschungsteam des Guangzhou Institute of Biomedicine and Health der Chinesischen Akademie der Wissenschaften veröffentlichte am 7. September in der Fachzeitschrift Cell Stem Cell eine Studie, die das Potenzial der Organzüchtung für Transplantationen und Forschung an Schweinen aufzeigt. Laut China Science Net ist dies das erste Mal, dass menschliche Organe im Körper einer anderen Spezies gezüchtet wurden.
Die Niere gehört zu den am häufigsten transplantierten Organen. Der Mangel an Spendernieren erschwert jedoch die Versorgung der Empfänger mit gesunden Organen. Die Züchtung menschlicher Organe in Embryonen großer Säugetiere könnte eine bahnbrechende Lösung für dieses Problem sein. Lai Liangxue, Co-Autor der Studie, erklärte, die Methode seines Teams, menschliche Stammzellen in Empfängergewebe einzubringen, verbessere die Entwicklung menschlicher Stammzellen in Embryonen.
Von den über 1.800 in der Studie verwendeten Embryonen entwickelten sich fünf erfolgreich, ohne zu degenerieren. Diese Embryonen entwickelten Nieren, die zu 50 bis 60 Prozent aus menschlichen Zellen bestanden. Aus ethischen Gründen und wegen des Risikos einer Embryo-Degeneration wurde die Schwangerschaft nach 28 Tagen abgebrochen. Das Team nutzte das Gen-Editing-Tool CRISPR, um zwei Nierenentwicklungsgene gezielt zu manipulieren und das Wachstum der Schweinezellen zu begrenzen. Dadurch entstand eine Lücke in den Schweineembryonen, die das Wachstum menschlicher Zellen ermöglichte, sagte Dai Zhen, ein Mitglied des Forschungsteams.
Ein großes Problem bei der Erzeugung von Chimären (Embryonen mit Zellen von Menschen und Schweinen) ist die Möglichkeit, dass menschliche Zellen in die Schweinezelllinie gelangen. Menschliche Zellen wurden im Gehirn und Rückenmark der Embryonen gefunden, jedoch nicht im Genitalbereich. Dies deutet darauf hin, dass sich keine menschlichen Zellen mit den Fortpflanzungszellen des Schweins vermischt haben. Darius Widera, Professor für Stammzellbiologie an der britischen Universität Reading, bezeichnete die Forschung als wichtigen Meilenstein. Die Entdeckung menschlicher Zellen im Gehirn des Embryos werfe jedoch „erhebliche ethische Fragen“ auf.
Dies könne durch die Entfernung des für die Entwicklung einer bestimmten Zelllinie verantwortlichen Gens überwunden werden, so die Studie. Dies wirke sich jedoch auch auf die Nieren aus. Die Studie nennt zudem weitere Herausforderungen, wie die große Zahl degenerierender Embryonen im Experiment, die Möglichkeit einer Organabstoßung aufgrund unterschiedlicher Zelltypen und mögliche Probleme bei längerem Überleben der Embryonen.
Forscher arbeiten daran, das Problem des Organmangels zu lösen. Laut dem NYU Langone Medical Center kann genetische Modifikation die Expression von Genen blockieren, die Abstoßungsreaktionen auslösen. Im vergangenen Jahr transplantierten Ärzte der NYU erfolgreich eine Schweineniere mit nur einer Genveränderung in einen hirntoten Patienten. Das Organ funktionierte 32 Tage nach dem Eingriff noch.
An Khang (laut South China Morning Post )
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