Es scheint wie Science-Fiction, aber Forscher haben tatsächlich Organe aus Stammzellen gezüchtet, Organe, die erfolgreich in Menschen transplantiert wurden. Vor zwei Jahren erhielt ein Mann eine neue Luftröhre als Ersatz für seine durch Krebs beschädigte Luftröhre. Die Luftröhre wurde von schwedischen Forschern hergestellt, die ein synthetisches Gerüst mit den eigenen Stammzellen des Patienten infundierten. Zuvor verwendeten die Wissenschaftler von Wake Forest im Jahr 2006 Stammzellen, um jungen Patienten mit Spina Bifida, einem Entwicklungsfehler bei der Geburt, erfolgreich im Labor hergestellte Blasen zu implantieren.
Jetzt hat die Wissenschaft noch größere Organe im Labor im Visier: die Herzen. Die Forscher züchten sie derzeit in Labors unter Verwendung von Gerüsten aus Biomaterial, die Stammzellen zu Kardiomyozyten führen, den kontrahierenden Zellen, die die Grundlage des Herzmuskels bilden.
Eine solche Stammzellforschung am Menschen bringt eine Vielzahl ethischer Probleme mit sich. Eine neue Studie, die gestern im Journal of Clinical Investigation veröffentlicht wurde, geht jedoch davon aus, dass ein anderer Zelltyp die Aufgabe übernehmen könnte, wenn neues Gewebe künstlich hergestellt werden soll. Es handelt sich um einen biologischen Prozess, der bei Säugetieren nicht existiert: Parthenogenese
Parthenogenese ist eine Form der asexuellen Fortpflanzung, die auf natürliche Weise bei Pflanzen, Insekten, Fischen, Amphibien und Reptilien auftritt. Während dieses Prozesses beginnen sich unbefruchtete Eier zu entwickeln, als wären sie befruchtet worden. Beispielsweise ist die gesamte Art von Marmorkrebs, eine Art von Krebsen, weiblich, und die Nachkommen, die ohne männlichen Beitrag erzeugt werden, sind genetisch identisch mit der Mutter.
Im Jahr 2007 induzierten die Forscher menschliche Eizellen mit Chemikalien, die die Befruchtung imitierten, so dass sie dem Prozess unterzogen wurden. Das Ergebnis waren parthenogenetische Zellen, die die gleichen Eigenschaften wie Embryonen haben, mit der Ausnahme, dass sie nicht weiter wachsen können. Die Zellen sind pluripotent Stammzellen stammen von Embryonen, was bedeutet, dass sie sich zu verschiedenen Zelltypen entwickeln können - einschließlich Herzzellen.
Die deutschen Forscher der neuen Studie verwendeten dieses Wissen, um Körperzellen von Mäusen in parthenogenetische Stammzellen umzuwandeln, die dann zu reifen, funktionellen Kardiomyozyten gezüchtet wurden. Die Forscher verwendeten diese Zellen, um Myokard - Herzmuskel - mit der gleichen Struktur und Funktion wie normales Myokard zu konstruieren. Der Muskel wurde dann auf die Herzen der Mäuse gepfropft, die die ursprünglichen Eier für die Parthenogenese beigesteuert hatten, wo er genauso wirkte wie der vorhandene Muskel.
Für den Menschen könnte der Aufbau von Herzmuskeln aus parthenogenetischen Kardiomyozyten von Stammzellen auf diese Weise mehrere Hürden überwinden. Dies geht aus einer neuen Studie hervor, in der die Auswirkungen der Entdeckung des deutschen Teams untersucht werden. Ein Herzinfarkt kann bis zu einer Milliarde Kardiomyozyten zerstören. Diese Zellen können vom Körper auf natürliche Weise nachgewachsen werden, jedoch nicht schnell und nicht in nennenswerten Mengen. Dies bedeutet, dass eine gewebezüchtete Herzreparatur für eine vollständige Genesung von entscheidender Bedeutung sein kann.
Die Regeneration über Stammzellen könnte für Herztransplantationskandidaten auch den Unterschied zwischen Leben und Tod bedeuten. Ungefähr 3.000 Menschen in den USA stehen an einem bestimmten Tag auf der Warteliste für ein neues Herz, aber jedes Jahr stehen nur 2.000 Spenderorgane zur Verfügung. Aber selbst wenn eine Person von einem Spender ein neues Herz erhält, gibt es keine Garantie, dass der Körper das neue Organ akzeptiert. Das Immunsystem einer Person sieht das neue Organ als Fremdkörper, der eine Reihe von Ereignissen auslöst, die das transplantierte Organ schädigen können. Um eine Abstoßung von Transplantaten zu verhindern, werden Patienten mit Immunsuppressiva behandelt, die das Krebsrisiko erhöhen können, und die meisten nehmen für den Rest ihres Lebens mindestens eine Art der Medikamente ein. Herzen, die aus parthenogenetischen Stammzellen nachgewachsen sind, eliminieren wahrscheinlich die Abstoßung von Organen.
Parthenogenetische Stammzellen, die aus Zellen gewonnen werden können, die leicht im Blut oder in der Haut hergestellt werden können, enthalten ein Genom, das nur von einem Individuum geerbt wurde - in dieser Studie von der Maus und möglicherweise in Zukunft von einem menschlichen Patienten. Dies bedeutet, dass die Zellen wahrscheinlich besser mit dem Immunsystem des Patienten kompatibel sind - der Körper ist weniger dazu in der Lage Organe aus eigenen Zellen abstoßen.
Beim Menschen könnte der Prozess embryonale Stammzellen aus der Gleichung entfernen und damit verbundene ethische Fragen mit sich bringen.
