Die Zukunft? Nieren aus Stammzellen
In einigen Jahrzehnten könnten künstliche Nieren aus Stammzellen die regulären Organe im Bereich der Transplantationsmedizin ersetzen. Dazu wird derzeit weltweit vielerorts geforscht. Bis es soweit ist, bedarf es jedoch noch einer Vielzahl an Forschungsprojekten.
Die Züchtung von Vorläufernieren ist im Grundsatz bereits möglich. Aus Stammzellen, die entsprechend angepasst werden, kann im Labor bereits ein Nierenkörperchen hergestellt werden. Dieser Prozess dauert 21 Tage und am Ende entsteht ein Nierenknäuel, das genetisch dem eines Fötus im dritten Monat entspricht.
Gerade für die Forschung bringt die Züchtung künstlicher Nieren große Vorteile mit sich. Bislang wurde im Zuge der Forschung von Nierenerkrankungen oftmals auf Mäuse oder Ratten als Testobjekte zurückgegriffen. Anatomisch gesehen unterscheiden sich die Nieren der Nagetiere jedoch in ihrer Beschaffenheit von denen der Menschen. Die künstlich im Labor hergestellten Nieren sind dagegen dem echten Organ ähnlicher und schaffen so eine authentische Versuchsumgebung. Neben gesunden Organen können beispielsweise auch Erkrankungen wie die polyzystische Nierenerkrankung simuliert werden. Auch können bereits Auswirkungen verschiedener Erkrankungen untersucht werden – etwa die Wirkung giftiger Stoffe im Rahmen eines akuten Nierenversagens. So wurde auch der erste Nachweis, dass das Coronavirus über den ACE2-Rezeptor an Nierenzellen andockt und somit in das Organ eindringt bzw. durch einen Block des Rezeptors die Infektion verhindert werden kann, in Nierenorganoiden gezeigt.
"Das ist menschliches Gewebe, das sind menschliche Stammzellen. Und das, was ich produziere, ist auch eine menschliche Vorläuferniere sozusagen."
Dr. Wajima Safi
Anwendung in der Medizin dauert noch Jahre
In Zeiten der Organknappheit ist es die Wunschvorstellung vieler Länder, irgendwann künstliche Nieren transplantieren zu können. Bis es allerdings soweit ist, können noch einige Jahre vergehen.
In ihrer Beschaffenheit weist die Niere in vivo, also in einem Lebewesen wie dem Menschen oder einem Tier, ein eigenes, komplexes Nervensystem und Immunsystem auf. Bislang kann im Labor jedoch nur die Niere in ihrer äußeren Form hergestellt werden, ohne Gefäße und das Immunsystem – und auch noch nicht in der Größe einer erwachsenen Person. Demnach können in den Versuchen bislang noch keine Auswirkungen von Autoimmunerkrankungen auf die Niere erforscht werden. Darüber hinaus vernarben die im Labor gezüchteten Vorläufernieren nach drei Wochen kaputt und müssen neu gezüchtet werden. Derzeit wird jedoch bereits zu einer längeren Lebensdauer der künstlichen Organe geforscht.
"Ich persönlich sehe den Einsatz für die nächsten zehn bis 15 Jahre definitiv primär in der Forschung, also beispielsweise beim Testen neuer Medikamente. Das erspart dann die Tierversuche, bei denen man entsprechende Körperstrukturen auch nicht 100-prozentig identisch simulieren kann. Das geht mit humanen Modellen besser, als mit Tiermodellen – weil man dann wirklich menschliches Gewebe und ein menschliches Organ hat und die Effekte viel besser nachzuvollziehen sind."
Dr. Wajima Safi