Eine Alternative zur Lebertransplantation: ein revolutionärer Durchbruch in der regenerativen Medizin

In Italien werden jährlich rund 1.700 Lebertransplantationen durchgeführt. Mit dieser hohen Zahl zählt das Land zu den weltweit führenden Anbietern dieser Art von Eingriffen, doch auf den Wartelisten stehen immer noch durchschnittlich 1.500 Patienten pro Jahr, wobei die Wartezeiten zwischen sieben Monaten und einem Jahr liegen.

Eine Alternative wäre die Gewebezüchtung, also die Herstellung künstlicher Organe. Bislang hat die Forschung auf diesem Gebiet jedoch keine besonders zufriedenstellenden Ergebnisse hervorgebracht, da im Labor gezüchtete Organe entweder zu klein sind oder die Implantation nicht überleben.

Eine in Science Advances veröffentlichte Studie eines MIT-Teams unter der Leitung von Amy E. Stoddard hat einen Durchbruch aufgezeigt, der das Gebiet der regenerativen Medizin revolutionieren könnte – und zwar nicht nur bei Lebertransplantationen.

Ein innovatives System zur Regeneration der Leber

Den an der Studie beteiligten Forschern gelang es, im Labor Leberzellen zu züchten und diese mit einem System zur Regulierung ihres Wachstums auszustatten. Die Leberzellen wurden genetisch verändert, indem eine DNA-Sequenz eingefügt wurde, die es ermöglicht, ihre Entwicklung zu steuern.

Die auf diese Weise erzeugten Zellen wurden Mäusen implantiert. Sobald sie sich im Wirtsorganismus befanden, begannen sie zu wachsen und bildeten dreidimensionale Strukturen, die denen der Leber ähnelten, wobei sie den Mustern der Embryonalentwicklung folgten.

Das bedeutet auch, dass sich die Zellen spontan mit anderen Geweben verbinden können, beispielsweise mit Blutgefäßen, die sie mit Sauerstoff und lebenswichtigen Nährstoffen versorgen.

Die wichtigsten Ergebnisse

Diese Forschungsarbeit stellt zwei wesentliche Neuerungen vor. Die erste ist die Möglichkeit, die Zellentwicklung von außen zu steuern. Dadurch lässt sich einer der Hauptrisikofaktoren in der regenerativen Medizin vermeiden, nämlich das unkontrollierte Wachstum von neuem Gewebe, das zur Entstehung von Tumoren führen kann.

Die Möglichkeit, das Zellwachstum anzuregen oder zu unterbinden, wird in der Regel durch Medikamente ermöglicht, durch die künstlich eingefügte Gene aktiviert werden. Die andere wichtige Neuerung besteht darin, dass Gewebe im Inneren des Wirtsorganismus gezüchtet werden können, ohne dass das Organ zunächst außerhalb des Körpers vollständig entwickelt und dann implantiert werden muss.

Auf diese Weise kann sich das neue Organ in Bezug auf Funktion, Form und Größe an den Körper anpassen, wodurch das Abstoßungsrisiko verringert wird, beispielsweise durch die Interaktion mit dem Immunsystem und die natürliche Selbstversorgung.

Es könnte auch möglich werden, das neue Organ aus Zellen zu züchten, die direkt vom Patienten entnommen wurden, wodurch der Einsatz von Immunsuppressiva überflüssig würde.

Die Zukunft der Forschung

Bislang befinden sich die Versuche noch im vorklinischen Stadium und haben zwar einige erfolgreiche Ergebnisse hervorgebracht, sich jedoch ausschließlich auf Tiermodelle konzentriert, die die menschliche Physiologie nicht vollständig nachbilden können.

Sobald zudem wichtige Faktoren wie die langfristige Stabilität der Organe und die Fähigkeit der Zellen, die vielfältigen Funktionen der menschlichen Leber nachzubilden, nachgewiesen sind, könnte die Möglichkeit, voll funktionsfähige Organe nachzubilden, dazu genutzt werden, neue Medikamente in vivo zu testen.

Die erzielten Ergebnisse sind dennoch von Bedeutung, da sie den Weg für die Behandlung von Erkrankungen wie akutem Leberversagen ebnen, die derzeit nur durch Transplantationen geheilt werden können.

Obwohl sich die Forschung des MIT auf die Leber konzentrierte, betraf die Entdeckung auch andere Organe und Gewebe. Dazu gehören beispielsweise die Bauchspeicheldrüse, Teile des endokrinen Systems und Muskelgewebe.

Quellenhinweis:

Amy E. Stoddard et al. - Synthetic Control of Implanted Artificial Liver Tissue Growth. Science Advances (April 2026)