Dr. Barry Kaplan In den USA werden jedes Jahr ungefähr 185.000 Amputationen durchgeführt, und mehr als zwei Millionen Amerikanern fehlen derzeit Gliedmaßen. Amputierte haben derzeit zwei Möglichkeiten: Prothesen, die trotz Technologie immer noch Mobilitätsprobleme haben, oder eine Transplantation und möglicherweise lebenslang immunsuppressive Medikamente.
Forscher des Labors für Organreparatur und -regeneration des Massachusetts General Hospital haben Fortschritte bei der Entwicklung einer dritten Option erzielt: das Wachsen eines eigenen Gliedes.
Die Idee hinter Bio-Gliedmaßen ist, dass sie aus denselben Zellen gezüchtet werden wie die Person, der sie transplantiert werden. Da sie die gleiche genetische Ausstattung haben, besteht kein Abstoßungsrisiko, sodass keine immunsuppressiven Medikamente benötigt werden. Der Prozess hinter der Erstellung eines Bio-Gliedmaßes ist kompliziert, kann aber auf einige wenige Phasen reduziert werden. Alle Phasen finden in einem stark kontrollierten „Bioreaktor“ statt, der im Grunde eine Box mit intensiven Sauerstoff-, pH-, Temperatur- und Luftdruckkontrollen ist.
Zuerst durchläuft das amputierte Glied einen Prozess namens Dezellularisierung , bei dem die Zellen im Inneren ausgespült werden. Zurück bleibt ein Gerüst aus den Stoffen, die den Zellen strukturellen Halt geben. Diese Stoffe sind unter anderem der Grund dafür, dass Gliedmaßen und Organe ihre besondere Form haben.
Der nächste Schritt setzt auf Vorläuferzellen. Diese ähneln Stammzellen, da sie in verschiedene Gewebeformen einwachsen können, aber weniger flexibel sind. Der menschliche Körper verliert auf natürliche Weise Zellen durch Alter oder Verletzungen, und Vorläuferzellen werden aktiviert, um sie zu ersetzen. Vorläuferzellen werden im gesamten Gerüst ausgesät und verwendet, um Blutzellen und Gefäße, dann Muskeln, Bindegewebe, Knochen, Knorpel, Fett und die verbleibende Struktur nachwachsen zu lassen. Der letzte Schritt ist das Züchten von Nervenzellen, um das Bioglied mit dem Wirt zu verbinden.
Harold Ott, Leiter des Labors, hat die Technik in der Vergangenheit verwendet, um Herzen und Lungen wachsen zu lassen, aber die zusätzlichen Elemente der Gliedmaßen bedeuten, dass die Methode etwas angepasst werden muss. Im Juni 2015 wurde ein Rattenarm erfolgreich regeneriert. Derzeit züchtet Otts Team einen Affenarm, allerdings mit menschlichen Vorläuferzellen.
Bis zur Anwendung beim Menschen ist die Forschung noch weit entfernt. Die aktuelle Herausforderung besteht darin, Nervenzellen zu entwickeln, die in der Lage sind, sich in einen Wirt zu integrieren. Zukünftige Hindernisse werden in der Ausweitung des Verfahrens auf Menschen liegen, bei denen der Affenversuch helfen soll.
Trotz des langen Weges bleibt Ott zuversichtlich, dass das Ziel erreicht wird: „Die klinische Anwendung werde ich noch erleben“, sagt er.