Erste Mini-Leber aus Stammzellen

Zwei mikroskopische Aufnahmen zeigen Leberknospen dpa

Yokohama – Japanische Stammzellforscher haben im Labor humane embryonale Leberanlagen gezüchtet, die nach einer Transplantation in Mäuse sich zu funktions­fähigen Leberinseln entwickelten. Die Studie in Nature (2013; doi: 10.1038/nature12271) könnte ein Durchbruch zur Entwicklung von Spenderorganen sein, doch eine Anwen­dung beim Menschen scheint noch in weiter Ferne zu liegen.

Seit der Entdeckung embryonaler Stammzellen im Jahr 1981 haben Forscher vergeblich versucht, die pluripotenten Zellen zur Bildung von komplexen Organen wie der Leber zu bewegen. Dabei funktioniert dieser Vorgang in der Natur wie von selbst. Während der Embryonalphase bildet sich in der ventralen Wand des Vorderdarms zunächst eine Knospe aus epithelialen Zellen. Schon bald sind erste Blutgefäße zu sehen und am Ende formt ein Gerüst aus Bindegewebszellen die Architektur der Leber.

Die Leber entsteht mithin aus drei unterschiedlichen Zellarten, den endodermalen Epithelien sowie mesenchymalen und endothelialen Vorläuferzellen. Genau diese drei Zutaten benötigten Takanori Takebe von der Universität von Yokohama und Mitarbeiter, um funktionsfähige Leberknospen im Labor zu züchten.

Die hepatischen endodermalen Zellen hatten sie aus induzierten pluripotenten Stamm­zellen differenziert, die Endothelzellen stammten aus Nabelschnüren. Wurden beide mit mesenchymalen Stammzellen zusammengebracht, kam es mehr oder weniger spontan zur Bildung von Leberknospen, die denen der Embryonalphase des Menschen glichen.

Das Team transplantierte die Leberknospen zunächst ins Gehirn (um die weitere Entwicklung über ein intrakranielles Fenster beobachten zu können) und schließlich in die Peritonealhöhle von (immunsupprimierten) Mäusen. Schon nach 48 Stunden hatten die transplantierten Leberknospen Kontakt zum Gefäßsystem der Mäuse aufgenommen.

In den nächsten Tagen reiften die Leberzellen aus und begannen schließlich mit ihren Syntheseaufgaben. Die japanischen Forscher konnten im Blut der Mäuse menschliches Albumin und Alpha-1-Antitrypsin nachweisen. Nach der Gabe von Ketoprofen und Debrisoquin wurden die für die menschliche Leber typischen Abbauprodukte gebildet – sie unterscheiden sich von den Metaboliten bei der Maus. Ein Tier überlebte laut Takebe nach der Transplantation von 12 Leberknospen sogar ein Leberversagen, das die Forscher zuvor durch Gabe von Ganciclovir induziert hatten.

Takebe sieht in den Experimenten ein enormes therapeutisches Potenzial, weist aber gleichzeitig darauf hin, dass die Forschung sich noch in einem sehr frühen Stadium befindet. Zunächst sind weitere tierexperimentelle Studien notwendig. Mit einer Anwendung beim Menschen sei frühestens in einigen Jahren zu rechnen. © rme/aerzteblatt.de