Künstliches Organ

Mini-Menschenleber wächst im Kopf von Mäusen

(Bild: dpa/Franz-Peter Tschauner, T. Takebe/Yokohama City University)

In Mäusen haben japanische Forscher eine Art menschliche Leber heranwachsen lassen. Sie züchteten im Labor zunächst Leber-Vorläufergewebe und transplantierten dieses in den Kopf der Nager. Dort entwickelte sich die sogenannte Leberknospe in eine Art Mini-Leber weiter, die der von Menschen ähnelte – zumindest vom Aussehen her.

Die Forscher von der Graduate School of Medicine an der Yokohama City University nutzten bei ihrem Experiment einen Cocktail aus drei verschiedenen Zelltypen. Grundlage waren sogenannte induzierte pluripotente Stammzellen (iPS-Zellen). Diese werden beispielsweise aus menschlichen Hautzellen gewonnen und dann zu einer Art Stammzellen verjüngt.

Zellen-Mix organisiert sich selbst
Ein Team um Takanori Takebe und Hideki Taniguchi ließ diese iPS-Zellen zu Vorläufern von Leberzellen heranwachsen. Dann gaben sie menschliche Gefäßzellen aus Nabelschnurgewebe und unreife Bindegewebszellen dazu. Aus diesem Gemisch entwickelten sich in der Petrischale nach einigen Tagen dreidimensionale Strukturen (rechtes Bild). Diese Selbstorganisation der Zellen sei selbst für sie unerwartet gewesen, berichten die Forscher.

Die Leberkopie wurde den Mäusen zunächst durch ein kleines Loch in der Schädeldecke eingesetzt. Im Kopf sei es besonders einfach, Wachstum und Funktion des Gewebes zu überwachen, etwa mit speziellen Mikroskopen, erläuterte Takebe. Das Gewebe habe sich mit dem Gefäßsystem verbunden. Zu Abstossungsreaktion des Transplantats kam es nicht, weil die Forscher Mäuse verwendeten, die einen Defekt des Immunsystems hatten.

Zu mehreren Zeitpunkten untersuchten die Forscher die Mini-Leber, auch noch zwei Monate nach der Transplantation. Sie machten Tests mit Medikamenten, die von der Leber verstoffwechselt werden, wiesen Eiweiße nach und analysierten Gene. Bei späteren Versuchen setzten die Wissenschaftler das Gewebe in das Bindegewebe um den Darm im Bauchraum ein, also einem "realistischeren Zielort", wie sie in der Studie schreiben. Auch dort wuchs das Gewebe ein.

Vom Einsatz in der Medizin noch weit entfernt
Abgesehen davon, dass es sich um Experimente an Mäusen handelt, haben die Forscher noch weitere Hürden auf dem Weg zum Patienten zu nehmen - denn die so entstandene vier bis fünf Millimeter große Leber ist nicht perfekt. Zu den Aufgaben des Stoffwechselorgans gehört es, giftige Stoffe aus dem Blut abzubauen.

Für den Leber- und Stammzellforscher Tobias Cantz von der Medizinischen Hochschule Hannover bleiben bei dem Versuch noch einige Fragen offen: "Nach den in 'Nature' präsentierten Daten ist noch unklar, ob sich in dem Gewebe auch Gallengänge bilden, über die die giftigen Stoffe aus der Leber herausgeleitet werden können." Dazu komme die Frage, ob ausreichend Lebergewebe gezüchtet werden könnte, um Menschen zu helfen. Auch sei offen, wie sich eine derartige Leber bei einer Schädigung durch Gifte verhalten würde, wie sie im klinischen Alltag beobachtet würde.

Nach Einschätzung von Takebe könnten erste Studien mit Leberkranken womöglich in zehn Jahren beginnen. Seit mehreren Jahrzehnten versuchen Forscher bereits, Organe im Labor zu züchten, um sie einmal als Ersatz für kranke Lebern oder Herzen einzusetzen.