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Medizin

Menschliche Laborleber erfolgreich in Ratten transplantiert

Donnerstag, 18. Juni 2020

/picture-alliance, CTK, Rene Volfik

Pittsburgh – US-Forscher haben die Zellen einer Rattenleber durch menschliche Zellen ersetzt, die sie im Labor aus reprogrammierten Stammzellen einer Hautprobe hergestellt hatten. Nach der Transplantation in eine andere Ratte hat die Leber bis zu 4 Tage alle Funktionen des kompletten Organs durchgeführt.

Die in Cell Reports (2020; DOI: 10.1016/j.celrep.2020.107711) vorgestellten Forschungsergebnisse sind ein erster Schritt zu einer Lebertransplantation ohne anschließende Immunsuppression.

Die Leber ist das zentrale Stoffwechselorgan des menschlichen Körpers. Sie entgiftet das vom Darm kommende Blut, speichert den Blutzucker zwischen, produziert die für den Fetttransport notwendigen Lipoproteine sowie eine Vielzahl anderer Blutbestandteile wie Albumin und die Gerinnungsfaktoren, um nur einige zu nennen.

Die Leber hilft auch beim Abbau von Bilirubin, Harnstoff und anderen Stoffwechsel­schlacken, die teilweise über die Galle ausgeschieden oder an die Nieren weitergeleitet werden. Wegen der zahlreichen Aufgaben der Leber führt ein Organversagen schon nach kurzer Zeit zum Tod.

Eine Lebertransplantation kann in vielen Fällen das Leben retten. Die wenigen Patienten, die das Glück haben, ein Spenderorgan zugewiesen zu bekommen, sind jedoch dauerhaft auf Medikamente angewiesen, die eine Abstoßung des Organs verhindern, was die Lebens­qualität und häufig auch die Lebenserwartung vermindert.

Eine Vision, der Forscher der Pittsburgh School of Medicine nachgehen, besteht darin, die Organe von verstorbenen Menschen mit Chemikalien von allen lebenden Zellen zu befreien und das bindegewebige Gerüst danach mit den Zellen von Patienten zu besie­deln, die auf absehbare Zeit eine neue Leber benötigen. Das Organ könnte dann für den Fall, dass eine Lebertransplantation erforderlich wird, zwischengelagert werden.

Die notwendigen Zellen lassen sich heute im Prinzip aus einer einzelnen Hautbiopsie gewinnen. Seit einigen Jahren ist es möglich, die Fibroblasten aus der Dermis im Labor in Stammzellen zu verwandeln. Diese induzierten pluripotenten Stammzellen können danach im Labor in die verschiedenen Funktionszellen ausgereift werden. In der Leber werden neben den Hepatozyten noch Endothelien für die Blutgefäße und Cholangiozyten für die Gallengänge benötigt.

Einem Team um Alejandro Soto-Gutierrez von der Pittsburgh School of Medicine ist es jetzt gelungen, die Leber von Ratten im Labor mit allen 3 Zellsystemen zu besiedeln. Da die Zellen von Menschen stammten, wurden für die Experimente genetisch veränderte Tiere verwendet, deren Immunsystem nicht gegen eine Xenotransplantation rebellierte.

Die menschlichen Lebern auf dem Gerüst einer Rattenleber wurden dann 5 Tieren (zusätzlich zur eigenen Leber) implantiert. Die Transplantationen waren nur teilweise erfolgreich. Die Forscher können zeigen, dass die transplantierten Lebern menschliche Proteine (Albumin und Alpha-1-Antitrypsin) bildeten. Innerhalb von 4 Tagen kam es jedoch zu tödlichen Komplikationen.

Bei 2 Tieren kam es zu einem Darmverschluss (Ileus), der den Blutfluss über die Pfortader verminderte. Ein Tier starb an einer Pfortaderthrombose und 2 an einer Darmischämie.

In einer anderen Versuchsserie wurden die Lebern mit den Funktionszellen von Ratten besiedelt. Hier überlebten 4 von 8 Tieren eine Woche und 2 sogar 2 Wochen. Die Todesursachen waren Pfortaderthrombosen, technische Fehler, eine Infektion oder ein Ileus mit schlechtem Blutfluss in das Transplantat.

Die Forscher sind sicherlich noch weit von einer klinischen Anwendung entfernt. Soto-Gutierrez ist jedoch optimistisch, dass es auf absehbare Zeit gelingen werde, menschliche Lebertransplantate zu erzeugen, die bei einem akuten Leberversagen die Zeit bis zur konventionellen Organtransplantation überbrücken könnten. © rme/aerzteblatt.de

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