Anthony Atala arbeitet im Karosseriebau der Zukunft. Er ist Direktor des Wake Forest Instituts für Regenerative Medizin in Winston-Salem, North Carolina, und er und seine Kollegen verwenden menschliche Zellen, um Muskeln, Blutgefäße, Haut und sogar eine vollständige Harnblase zu züchten. Ein Großteil der Arbeit ist experimentell und wurde noch nicht an menschlichen Patienten getestet. Atala hat jedoch mehr als zwei Dutzend Kindern und jungen Erwachsenen, die mit defekten Blasen geboren wurden, Blasen implantiert, die sich nicht richtig entleeren. Dies kann zu Problemen führen Nierenschäden. Die Blasen waren die ersten im Labor hergestellten menschlichen Organe, die Menschen implantiert wurden. Wenn sie in klinischen Tests weiterhin gute Leistungen erbringen, kann die Behandlung nicht nur bei Geburtsfehlern der Blase, sondern auch bei Blasenkrebs und anderen Erkrankungen zum Standard werden.
Atala und Mitarbeiter stellen Ersatzteile aus patienteneigenen Rohstoffen her. Um eine Blase zu produzieren, entfernen sie ein kleines Stück des Organs eines Patienten und trennen Muskelzellen und Urothelzellen ab, die den Harntrakt auskleiden. Sie geben die Zellen in Laborschalen und tauchen jede Art in eine Flüssigkeit, die sie zur Vermehrung anregt. Nach sechs Wochen gibt es genug lebende Zellen für eine ganze Blase. Anschließend gießen die Forscher die Muskelzellen auf die Außenseite eines Gerüsts aus Kollagen, dem Protein im Bindegewebe, und Polyglykolsäure, einem Material, das für resorbierbare Nähte verwendet wird. Zwei Tage später beschichten sie das Innere des Gerüsts mit Urothelzellen. Die neue Blase wird in einem Inkubator gepflegt, der die Körperbedingungen nachahmt, sodass die Zellen wachsen und zusammenwachsen können. Die Blase wird dann in einen Patienten implantiert, wo sich das Gerüst allmählich auflöst. Die Forscher haben das Blasenwachstumsverfahren standardisiert, sagt Atala mit einem Lächeln, und machen jetzt "kleine, mittlere, große und extragroße Größen".
Die einmal wilden Ideen der regenerativen Medizin werden schnell Realität. Ende letzten Jahres begann Organovo, ein Biotech-Unternehmen in San Diego, mit dem Vertrieb des ersten kommerziell erhältlichen Druckers für Körperteile. Ja, Sie haben richtig gelesen: ein Drucker für Körperteile. Mit der gleichen Idee wie ein Tintenstrahldrucker werden lasergeführte Tröpfchen von Zellen und Gerüstmaterial auf eine bewegliche Plattform gespritzt. Mit jedem Durchgang des Druckerkopfs sinkt die Plattform und das abgelagerte Material baut allmählich ein 3-D-Stück Taschentuch auf. Regenerative Medizinlabors auf der ganzen Welt haben sich darauf verlassen, dass der Drucker Teile von Haut, Muskeln und Blutgefäßen erzeugt. Atalas Labor hat die Technologie verwendet, um ein Herz in Mausgröße mit zwei Kammern in etwa 40 Minuten zu konstruieren.
Atala und seine Kollegen haben es auch geschafft, im Labor gebaute Nieren herzustellen, die Urin produzieren, wenn sie in Versuchstiere implantiert werden. Und innerhalb weniger Jahre, sagt er, könnte die menschliche Haut dazu gebracht werden, in einem Labor zu wachsen, und Verbrennungsopfern und anderen Patienten, die sich heute schmerzhaften Hauttransplantationen unterziehen müssen, zugeführt werden.
Außerhalb des Körpers gewachsene Organe werden die Medizin verändern, prognostiziert Atala. Genauso wichtig ist es jedoch, die Reparatur und das Nachwachsen des Körpers voranzutreiben. Er und andere Wissenschaftler rechnen damit, gesunde Zellen und wachstumsfördernde Moleküle in erkrankte oder verletzte Lungen, Lebern und Herzen zu injizieren, um sie zur Regeneration anzuregen. Dann gibt es die ultimative Herausforderung: Könnte ein Patient eines Tages ein ganzes Glied nachwachsen lassen?
"Es ist nicht außerhalb des Bereichs der Möglichkeit", sagt Atala. „Wenn ein Salamander das kann, warum kann ein Mensch das nicht?“ Wissenschaftler nähern sich dem Verständnis der subtilen genetischen und physiologischen Prozesse, die es Salamandern ermöglichen, ihre Gliedmaßen von Grund auf zu regenerieren. Weitere Hinweise kommen von Labormäusen, die eine genetische Mutation aufweisen, die es ihnen ermöglicht, abgetrennte Ziffern teilweise nachzuwachsen.
Werden Ärzte in 40 Jahren in der Lage sein, Menschen beim Nachwachsen von durchtrennten Rückenmarks, geschädigten Herzen oder sogar verlorenen Gliedmaßen zu helfen? Atala ist optimistisch: "Was heute möglich ist, war vor 20 Jahren ein Traum."
Gretchen Vogel lebt in Berlin und schreibt für die Wissenschaft .
Anthony Atala, Direktor des Wake Forest Institute für Regenerative Medizin, hat das Blasenwachstumsverfahren standardisiert. (Baptist Medical Center der Wake Forest University) 
Mithilfe von Gerüsten und patienteneigenen Zellen, die in einem Labor gezüchtet wurden, bauen die Forscher Ersatzkörperteile. (Baptist Medical Center der Wake Forest University) 
Eine Herzklappe, die vor der Implantation im Labor trainiert wird. (Baptist Medical Center der Wake Forest University) 
Eine ähnliche Blase wie beim Menschen. (Baptist Medical Center der Wake Forest University)
