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Merkblatt: Gentechnik: Die Gewebe- und Organzucht 01

Gewebe- und Organzucht

Meldungen

präsentiert von Michael Palomino

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Spiegel online, Logo


8.3.2011: <Forscher züchten funktionstüchtige Harnröhren>

aus: Spiegel online: Ersatzgewebe aus eigenen Zellen: Forscher züchten funktionstüchtige Harnröhren; 8.3.2011;
http://www.spiegel.de/wissenschaft/medizin/0,1518,749634,00.html

<AP

Zellkultur: Im Labor gewachsene Zellen dienen als Basis für Gewebeersatz.

Erfolg für die regenerative Medizin: Aus den körpereigenen Zellen von fünf Jungen haben Wissenschaftler Harnröhren gezüchtet - die sie schließlich den Patienten eingepflanzt haben. Auch nach sechs Jahren arbeitet das Gewebe tadellos.

London - Ein Ärzteteam aus Mexiko und den USA hat einen Erfolg mit künstlich hergestellten Harnröhren aus körpereigenen Zellen erzielt. Die Mediziner hatten vor mittlerweile vier bis sechs Jahren fünf Jungen im Alter von 10 bis 14 Jahren die Ersatzorgane eingesetzt. Die behandelten Kinder haben sie in der Folge immer wieder untersucht. Ergebnis: Die neuen Harnröhren sind immer noch voll funktionstüchtig - ihre Gewebestruktur und ihre Funktion gleichen nahezu vollständig denen des natürlichen Organs.

Damit könnte sich diese Behandlungsmethode als gute Alternative zu herkömmlichen Verfahren anbieten, die eine hohe Fehlerrate haben, schreibt die Gruppe um Atlantida Raya-Rivera von der Wake Forest University in Winston-Salem im Fachmagazin "Lancet".

Schäden an der Harnröhre können durch Unfälle, Krankheiten oder Gendefekte entstehen. Sind nur kleine Abschnitte betroffen, können diese leicht durch eine Operation repariert werden. Schäden über größere Strecken erfordern eine Gewebetransplantation. Das Gewebe wird normalerweise aus der Haut oder der Mundschleimhaut entnommen.

"Diese Transplantate können Ausfallraten von mehr als 50 Prozent haben", erläutert Raya-Rivera. "Zudem verengen sie sich häufig, was zu Infektionen, Schwierigkeiten beim Harnlassen, Schmerzen und Blutungen führen kann." Da die Wissenschaftler bereits zuvor aus körpereigenem Gewebe gewachsene Harnblasen erfolgreich bei Kindern implantiert hatten, hofften sie nun, dass sich dieses Verfahren auch auf die Harnröhre übertragen lässt.

Zellen wachsen in Harnröhrenform

Fünf Jungen wurden für die Behandlung ausgewählt. Drei der jungen Patienten hatten durch ein Hüfttrauma große Verletzungen an der Harnröhre erlitten, zwei Patienten hatten bereits gescheiterte Operationen an der Harnröhre hinter sich.

In einem ersten Schritt entnahmen die Ärzte den Jungen bei einer Blasenbiopsie eine kleine Gewebeprobe. Daraus isolierten sie Muskelzellen und sogenannte Epithelzellen - eine Zellart, die innere und äußere Körperoberflächen bedeckt und zum Beispiel in der Haut und in Schleimhäuten vorkommt. Diese Zellen ließen die Forscher über drei bis sechs Wochen im Labor wachsen und setzten sie danach auf ein dreidimensionales Gerüst, das wie eine Harnröhre geformt war.

Dabei platzierten sie die Muskelzellen auf der Außenseite und die Epithelzellen auf der Innenseite - ganz so, wie es bei natürlichen Harnröhren der Fall ist. Die Gerüste selbst waren biologisch abbaubar und individuell geformt: Sie entsprachen den beschädigten Abschnitten der Harnröhre jedes Patienten. Nach sieben Tagen waren die Harnröhrengerüste mit den Zellen überwachsen, und die Ärzte ersetzten in einer Operation den beschädigten Teil der alten Harnröhre durch die individuell geformte, neue Harnröhre.

Wiederholte umfangreiche Untersuchungen über die kommenden Jahre zeigten, dass die neuen Harnröhren in Gewebe und Funktion normalen Harnröhren praktisch vollständig entsprachen. Damit könnte sich diese neue Behandlungsmethode als gute Alternative zu herkömmlichen Verfahren anbieten, die eine hohe Fehlerrate haben, schließen die Forscher. Es seien jedoch weitere, größer angelegte Studien nötig. Da sich die Harnröhren von Kindern und Erwachsenen unterscheiden, könnten die Ergebnisse auch nicht eins zu eins auf Erwachsene übertragen werden.

boj/dapd>

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Welt
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Stockholm 16.7.2011: Luftröhrenkrebs: <Implantation: Die künstliche Luftröhre rettet das Leben>

aus: Welt online; 16.7.2011;
http://www.welt.de/gesundheit/article13488345/Die-kuenstliche-Luftroehre-rettet-das-Leben.html

<Autor: Ina Hübener

Ärzte kämpfen seit Jahren für bessere Heilungschancen bei Luftröhrenkrebs. Mit dem Einsetzen einer künstlichen Luftröhre haben sie ihr Ziel erreicht.

Luftröhrenkrebs im fortgeschrittenen Stadium – eine schreckliche Diagnose. Weder die Chemotherapie noch eine Bestrahlung schlagen bei Andemariam Teklesenbet Beyene an. In der Luftröhre des 36-jährigen Afrikaners sitzt ein golfballgroßer Tumor, und er wuchert weiter. Die einzige Rettung für ihn wäre nun nur noch die Implantation einer Luftröhre. Doch ein passender Spender ist nicht in Sicht, und die Zeit drängt.

Der Querschnitt einer Luftröhre. Bei der Diagnose Krebs kann der betroffene Teil herausgeschnitten und ersetzt werden.

In größter Not kommt Hilfe von einem internationalen Forscherteam, das unter Leitung von Paolo Macchiarini am Stockholmer Karolinska-Universitätskrankenhaus eine künstliche Trachea speziell für ihn entwickelt.

Der Bau der Trachea nimmt in London seinen Anfang. Am University College studieren dort Wissenschaftler um Alexander Seifalian die Röntgenscans des Patienten. Auf ihrer Grundlage konstruieren sie zunächst eine Luftröhre aus Glas, um die Dimensionen und Winkel des Y-förmigen Organs perfekt nachzubilden. Dann bauen sie ein Gerüst aus einem speziellen Nanokunststoff um das Glasgebilde herum.

Lebendes Organ gezüchtet

Man könne es sich wie eine Hose vorstellen, die sich um die Beine eines Menschen lege, erklärt Seifalian. Nun wird das hauchdünne Luftröhrengerüst mit Salz stabilisiert und das Glas entfernt. Zusammen mit adulten Stammzellen aus dem Knochenmark des Afrikaners und Wachstumsfaktoren wird im Bioreaktor aus dem Gerüst ein lebendes Organ gezüchtet. Nach nur zwei Tagen haben die Zellen die Millionen kleinen Löcher in dem porösen Gerüst verschlossen – die Trachea ist fertig.

Dann ist es schließlich so weit. Andemariam Teklesenbet Beyene bekommt die erste mit Stammzellen besetzte künstliche Luftröhre der Welt implantiert. In einer 14-stündigen Operation entfernt Professor Macchiarini den gesamten Tumor und die kranke Luftröhre und ersetzt sie mit der maßgeschneiderten Anfertigung. Einen Monat später sagt er: „Das war eine der schwersten Operationen, die ich je gemacht habe.“

Da die Zellen der Trachea von Beyene selbst stammen, kommt es auch nach der Operation zu keiner Abstoßungsreaktion, und er muss nicht wie üblich nach Transplantationen Medikamente nehmen, die das Immunsystem unterdrücken. Im Körper wachsen die Zellen sogar noch weiter und formen die Luftröhre weiter aus. „Schon nach einer Woche gab es keinen Unterschied mehr zwischen der ursprünglichen und der neuen Luftröhre“, erzählt Seifalian begeistert.

Einen Monat nach der Operation ist der 36-Jährige Student der Geologie zwar noch schwach, aber es geht ihm gut. Noch im Krankenhausbett sagt er in einem Gespräch mit der BBC: „Ich hatte Angst, sehr viel Angst vor der Operation. Aber es ging um Leben und Tod.“ Zum Glück ist alles gut gegangen. Heute ist er wieder in Island, wo er gerade seine Doktorarbeit in Geologie schreibt.

Durch „tissue engineering“ (Gewebezüchtung) hergestellte Luftröhren wurden auch schon bisher transplantiert. Jedoch war man dabei immer auf einen Organspender angewiesen. Paolo Macchiarini konnte mit dieser Technik bereits zehn Menschen helfen, darunter auch der 30-jährigen Claudia Castillo, die 2008 die erste durch tissue engineering erzeugte Trachea der Welt erhielt.

Damals bekam sie nur noch sehr schlecht Luft. Nach einer Tuberkulose-Erkrankung war ihre Luftröhre teilweise zerstört, und ihre linke Lungenhälfte hätte ohne die Transplantation vermutlich entfernt werden müssen.

Zum Glück wurde für sie rechtzeitig ein passender Spender gefunden, dem die gesunde Trachea entnommen wurde. Um spätere Abstoßungsreaktionen zu vermeiden, wurden alle Zellen des Spenders mit Chemikalien und Enzymen abgelöst.

Zurück blieb nur ein Gerüst aus Collagen. Dieses wurde dann genau wie in der neuen Methode mit körpereigenen Zellen des Patienten besiedelt. Im Gegensatz zur künstlichen Luftröhre musste die für Claudia Castillo vor der Transplantation noch entsprechend zurechtgeschnitten werden.

Die künstliche Luftröhre hat also einige Vorteile. Ganz entscheidend ist, dass die Patienten nicht mehr auf passende Organe warten müssen. Mit der neuen Methode kann innerhalb weniger Tage eine passgenaue Luftröhre hergestellt werden.

Erfolgreich mit künstlichen Arterien

Je früher die Operation stattfindet, desto besser sind auch die Heilungschancen. Außerdem kommt es dank der Gewebezüchtung zu keiner Abstoßungsreaktion des Körpers.

Neben künstlichen Luftröhren konnte Alexander Seifalian bereits mehrere künstliche Arterien und einen synthetischen Bypass verpflanzen. In Zukunft, sagt er, werde man auch eine künstliche Haut und Teile der Brust künstlich herstellen können. Letzteres soll vor allem Brustkrebspatientinnen helfen.

Paolo Macchiarini plant schon die nächsten Projekte. „Die gleiche Operation wie in Stockholm müssen wir bei einem kleinen Mädchen in den USA durchführen“, sagt er. Das neun Monate alte Mädchen sei ohne Trachea auf die Welt gekommen. So ist das neue Verfahren auch bei Kindern von großer Bedeutung, weil weniger Spenderorgane zur Verfügung stehen als bei erwachsenen Patienten.>

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n-tv
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20.7.2011: Zucht eines Zahns in der Niere einer Maus

aus: n-tv online: Medizinisches Wunderwerk: Forscher züchten neue Zähne; 20.7.2011;
http://www.n-tv.de/wissen/Forscher-zuechten-neue-Zaehne-article3857606.html

<Japanischen Forscher ist es gelungen, in der Niere einer Maus einen Zahn zu züchten. Diese neue Methode sei deutlich schneller als frühere Techniken zur Züchtung von Zähnen, sagte Professor Takashi Tsuji von der Universität Tokio, der das Forschungsprojekt geleitet hatte. "Es ist unser erster Schritt zum Ziel - der Regeneration von Organen, um beschädigte oder verlorene Organe zu ersetzen", sagte der Forscher. Die Anwendung für den Menschen müsse jedoch noch erforscht werden.

Biologen hatten bereits zuvor Zähne im Labor gezüchtet und diese anschließend erfolgreich in den Kiefer von Mäusen transplantiert. Bei der neuen Methode bildeten die Forscher aus speziellen Zellen, die zum Wachstum eines Zahns notwendig sind, einen Kern, den sie in Plastik eingewickelt in die Mäuseniere implantierten. Dort wuchs das Gebilde zu einem Zahn heran, der anschließend in einen Mäusekiefer transplantiert wurde. Dort habe er sich genau wie ein echter Zahn verhalten, berichteten die Forscher. Außerdem spare die Methode im Vergleich zu der vorher angewandten Methode etwa zehn Tage Zeit.

AFP>

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n-tv
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18.12.2011: <Aus der Vorhaut von kleinen Jungs: Haut in der Fabrik gezüchtet>

<Die Hautfabrik - der Name klingt nach Science-Fiction-Streifen. Doch Forscher der Fraunhofer-Gesellschaft haben tatsächlich eine Anlage entwickelt, die Haut züchtet. Diese soll Testverfahren für Arzneien, Chemikalien oder Kosmetika vergleichbarer und günstiger machen - und Tierversuche unnötig. Sieben Meter lang, drei breit und drei hoch ist die Maschine. Hinter Glasscheiben arbeiten kleine Roboterärmchen, rangieren Petrischalen hin und her, ritzen Hautproben an, lösen mit Hilfe von Enzymen Zellen aus der Epidermis, der Oberhaut. Auch Bindegewebs- und Pigmentzellen werden gewonnen.

Als Zelllieferanten dienen im Moment noch die Vorhäute von bis zu vier Jahre alten Jungen. "Je älter man wird, desto schlechter funktionieren die Zellen", erklärt Andreas Traube, Diplom-Ingenieur am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) in Stuttgart, in dem die Hautfabrik steht. Geforscht wird zudem an Stammzellen als möglicher Zellquelle. "Wichtig ist, dass die Eingangszellen aus einer möglichst einheitlichen Quelle kommen, um Abweichungen bei den Hautprodukten zu vermeiden", sagte Traube, Gruppenleiter für Mechatronik und Prozesstechnik.

Zellvermehrung im Brutschrank

Je nach Spender lassen sich aus den Proben drei bis zehn Millionen Zellen lösen, im Brutschrank verhundertfacht sich ihre Zahl. Auf Gewebekulturplatten mit je 24 Röhrchen mit rund einem Zentimeter Durchmesser wächst daraus die neue Haut auf einer Kollagenschicht. Die neue Epidermis ist dünner als ein Millimeter. Mixen die Forscher das Kollagen mit Bindegewebszellen, entsteht sogenannte Vollhaut, die bis zu fünf Millimeter dick ist. Sechs Wochen dauert der gesamte Prozess. "Das lässt sich auch mit der Maschine nicht beschleunigen, sondern ist von der Biologie so vorgegeben", sagt Traube.

Innerhalb der Anlage ist alles steril. 37 Grad herrschen in den Brutkammern - eine Temperatur, bei der sonst auch Bakterien prächtig gedeihen würden. Mehr als 500 Platten mit je 24 Gewebekulturen kann die Hautfabrik gleichzeitig bearbeiten. Im Monat stellen die Fraunhofer-Forscher so rund 5000 Hautmodelle her. Käufer gibt es bislang allerdings keine, da das Verfahren noch von der zuständigen europäischen Behörde anerkannt werden muss. Dafür sind etwa Vergleichstests nötig, die belegen, dass Untersuchungen mit der künstlichen Haut dieselben Ergebnisse bringen wie Tests mit Tierhaut. "Ich denke, in einem dreiviertel Jahr können wir dann richtig loslegen", ist Traube zuversichtlich. Abnehmer soll dann vor allem die Industrie sein.

Zahlreiche Anwendungsgebiete

Zum Beispiel für die Entwicklung neuer Wirkstoffe kann sich Rolf Hömke vom Verband Forschender Arzneimittelhersteller (VFA) die Hautmodelle gut vorstellen. "Wir glauben, dass Zellen in künstlich gezüchteter Haut vergleichbar sind mit echter Haut." Bislang seien die Hautmodelle jedoch nur im Kleinen erstellt worden. "Es ist aber nur logisch, dass das jetzt auch im großen Stil gemacht wird." Als mögliche Anwendungsfelder nennt er die Krebsforschung und Aspekte wie Pigmentstörungen, allergische Reaktionen oder Pilzkrankheiten.

Bis die Hautmodelle aus Stuttgart auch für Sicherheitstests, wie sie etwa für die Zulassung von Medikamenten nötig sind, als Standardverfahren zugelassen werden, dürften nach Hömkes Einschätzung noch Jahre vergehen. "Da sind die Vorgaben international genormt. Die Verfahren können Sie nicht einfach tauschen."

Auch in der Medizin ist gezüchtete Haut gefragt. Auf dem Markt für sogenannte Hautverbände, die etwa acht bis zehn Zentimeter groß sind, haben sich allerdings seit Jahren zwei Firmen etabliert, wie die Vorsitzende der Deutschen Gesellschaft für regenerative Medizin (GRM), Ulrike Schwemmer, sagt. Bedarf gebe es hingegen für noch breitere Hautlappen, wie sie etwa bei großen Brandwunden benötigt werden. Dass die Hautfabrik irgendwann auch solche größeren Hautstücke herstellt, nennt Traube eine Zukunftsvision. Der nächste Schritt ist erst einmal die Herstellung von Cornea, der Hornhaut des Auges.

Marco Krefting, dpa>

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Basler Zeitung online, Logo

Zürich 5.11.2012: Das Labor zur Reproduktion von Organen ist da - "Tissue Engineering"

aus: Basler Zeitung online: Eigene Haut aus dem Labor; 5.11.2012;
http://bazonline.ch/wissen/medizin-und-psychologie/Eigene-Haut-aus-dem-Labor-/story/16694700

<Von Susanne Anderegg.

«Tissue Engineering» heisst ein Zauberwort in der Medizin: Aus Zellen von Patienten werden Gewebe oder ganze Organe gezüchtet. Ein neues Labor macht dies jetzt auch in Zürich möglich.

m Kinderspital Zürich sind diese Fälle häufig: Kinder mit tiefen Verbrennungen, mit grossen Narben oder mit Muttermalen, die den halben Körper bedecken. Aber auch Kinder, deren Haut grossflächig abgestorben ist wegen einer Infektion oder eines Unfalls. Bisher verpflanzten die Ärzte diesen Kindern Haut von intakten Körperstellen. Weil die Kinder wachsen, die verpflanzte Haut aber nicht, müssen sie immer wieder ins Spital und sich operieren lassen. Die Spenderzonen sind zusätzliche Wunden, tun ebenfalls weh und sind je nachdem gut sichtbar, ein Leben lang. Seit einigen Jahren arbeiten die Forscher an einer viel besseren Behandlungsmethode. Sie wollen aus Hautzellen, die sie dem Kind hinter dem Ohr entnehmen, ein Gewebe züchten, das mitwächst.

Vereinfacht dargestellt funktioniert das so: Im Labor werden Oberhaut- und Unterhautzellen vermehrt. Die Unterhautzellen werden in ein dreidimensionales, industriegefertigtes Gerüst hineingesetzt, und dieses wird mit den Oberhautzellen überzogen. Nach rund drei Wochen können die Ärzte dem Kind den Hautersatz auf die Wunde legen.

Im Tierversuch erfolgreich

«Das ist die Idee», sagt Martin Meuli, der Chefchirurg des Kinderspitals. In Tierversuchen habe die Methode bestens funktioniert. «Nun wollen wir es bei Patienten versuchen.» Das Kispi hat Eltern von Kindern, die für die neue Behandlung infrage kommen, bereits vorinformiert. Die erste Operation wird vermutlich Anfang 2013 stattfinden.

Die Ärzte des Kinderspitals haben Glück. Denn gerade jetzt, wo sie mit ihrer Forschung an der Schwelle zur klinischen Anwendung stehen, hat in Zürich ein Labor den Betrieb aufgenommen, das Haut produzieren kann. Es ist Teil des Zentrums für regenerative Medizin am Universitätsspital und hat fünf Reinräume mit allen nötigen Einrichtungen für die Zellvermehrung. Ende August hat die Zulassungsbehörde Swissmedic die Anlage zertifiziert. Das Kinderspital hat einen der fünf Arbeitsplätze gemietet. Es sei eine «grosse Chance», sagt Chefchirurg Meuli. «Wir können sozusagen nebenan unsere Haut bauen, kennen unsere Partner und wissen, dass die Qualität stimmt.» Alles andere wäre viel teurer und aufwendiger.

Herzklappe für Kinder

In der Schweiz gibt es keine vergleichbare Anlage an einer öffentlichen Institution. «Normalerweise wird das in Labors der Pharmaindustrie gemacht», sagt Simon Hoerstrup, der Leiter des Zentrums für regenerative Medizin. Er hat sein Büro gleich über dem neuen Labor, im ersten Stock des Gebäudes an der Moussonstrasse. Hoerstrup selber forscht seit Jahren im Bereich der Herzchirurgie. Sein Ziel ist eine mitwachsende Klappe für Kinder mit angeborenem Herzfehler.

Bis dahin ist es ein langer Weg, wie der Forscher erfahren musste. Er hat seine früheren ambitiösen Pläne revidiert. Statt der Klappe wird er nun erst mal ein Blutgefäss herstellen und ab 2013 im klinischen Versuch testen. Neben dem Kinderspital Zürich sieht er dafür weitere Spitäler vor. «Da es sich um einen seltenen Herzfehler handelt, kommen nur Kinderherzchirurgien mit einem grossen Einzugsgebiet infrage», so Hoerstrup.

Wettstreit der Forscher

Die künstliche Herstellung von biologischem Gewebe und Organen – das sogenannte Tissue Engineering – könnte die Transplantationsmedizin revolutionieren. Denn sie würde zwei Probleme entschärfen: den Spendermangel und die Abstossung. Weltweit sind Forscher an dem Thema dran. Bei Knorpel, Knochen und Haut funktioniert die Züchtung heute schon recht gut. Jetzt folgen die Blutgefässe. Ärzte der Universität Göteborg und der Yale University haben bereits klinische Tests mit Venen gemacht, wobei deren Herstellung sich von Hoerstrups Methode unterscheidet.

Komplizierte Organe sind noch Zukunftsmusik. Im Zürcher Hochschulquartier werden vorderhand weder Herzen noch Lungen produziert. In den neuen Reinräumen entsteht in den nächsten Monaten anderes: modifizierte Blutzellen für die Multiple-Sklerose-Forschung, Stammzelltransplantate für Krebspatienten, Muskelzellen für die Behandlung von Inkontinenz. Und eben die Haut für Kinder und die Blutgefässe. Da dies alles lebendige Produkte sind, musste man sehr hohe Auflagen punkto Reinheit und Sicherheit erfüllen. «Jeder Schritt ist geregelt», sagt Laborleiter Martin Kayser. Der Zertifizierungsprozess hat ein ganzes Jahr gedauert. Die Ordner mit den Richtlinien von Swissmedic füllen zwei grosse Schränke.

Hohes Risiko

Die Laboranten müssen ihre Hände nach einem genauen Schema waschen und desinfizieren und dürfen die Reinräume nur in Schutzkleidung betreten. In den Räumen herrscht Überdruck, und sie werden einzeln belüftet. Jeder Arbeitsschritt muss dokumentiert werden. Swissmedic macht nicht nur unzählige Hygienevorschriften, sondern verlangt auch eine «lückenlose Rückverfolgbarkeit» des Herstellungsprozesses. Denn Gewebezüchtungen bergen das Risiko, dass Krankheiten übertragen werden. Es kann auch sein, dass Zellen sich bei der Vermehrung oder weiteren Verarbeitung verändern. Laut Swissmedic sind die Risiken «sehr vielfältig». Entsprechend sind die Auflagen, die internationalen Qualitätsstandards entsprechen.

Über 5 Millionen Franken kostete das Zentrum mit den fünf Reinräumen. Bezahlt haben die Universität, eine Stiftung und der Kanton – aus dem Kredit, den der Regierungsrat vor vier Jahren zur Förderung der Hochschulmedizin bewilligt hatte. Insgesamt 30 Millionen stellte er damals zur Verfügung, damit sich Zürich im Kampf um die Spitzenmedizin gegen die anderen Uni-Spitäler behaupten kann. Mit dem Geld wurden vor allem neue Geräte angeschafft. (Tages-Anzeiger)>

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Der Standard online, Logo

11.4.2014: <Gewebe für neue Vagina und künstlichen Nasenflügel gezüchtet>

aus: Der Standard online:
http://derstandard.at/1395364980046/Wissenschafter-zuechteten-Gewebe-fuer-neue-Vagina-und-kuenstlichen-Nasenfluegel

<Die ersten Operationen verliefen allesamt erfolgreich - dies berichtet "The Lancet".

Erstmals ist es Wissenschaftern gelungen, von Hautkrebs zerfressene Nasenflügel durch Gewebe zu reparieren, das aus den Knorpelzellen des Patienten gezüchtet wurde. "Diese neue Technik könnte dazu beitragen, dass der Körper das neue Gewebe einfacher akzeptiert und dass die Stabilität und Funktionsfähigkeit des Nasenlochs verbessert wird", sagt Ivan Martin von der Universität Basel.

In den USA gelang es außerdem, vier jungen Frauen eine künstliche Vagina einzusetzen. Erste Langzeitergebnisse wurden nun im Fachjournal "The Lancet" veröffentlicht.

Knorpelzellen auf Schweinegewebe

Bisher werden Nasenflügel aus Knorpelstücken rekonstruiert, die aus dem Ohr, der Nasen-Scheidewand oder den Rippen des Patienten herausoperiert werden - was häufig sehr schmerzhaft ist. Die Wissenschafter nahmen nun kleine Proben von Knorpelzellen von fünf Patienten im Alter zwischen 76 und 88 Jahren. Diese Zellen vermehrten sie und ließen sie dann auf Schweinegewebe weiterwachsen. Dann wurde das Gewebe in die gewünschte Form für die Nase gebracht, dem Patienten eingepflanzt und mit einem Hauttransplantat bedeckt.

Bei einer Überprüfung ein Jahr später wurde das Implantat als stabil bewertet; alle Patienten sagten zudem, sie seien zufrieden mit ihrem Äußeren und mit ihrer Atem-Fähigkeit. Martin sagte, die Ergebnisse des künstlichen Gewebes seien mit dem von Knorpel-Operationen vergleichbar. 

Künstliche Vagina

Neben dieser Studie veröffentlichte "Lancet" auch die Ergebnisse einer weiteren, bahnbrechenden Neuerung auf demselben Gebiet. Vor acht Jahren waren vier Teenager einer Behandlung unterzogen worden, um deren Vagina zu korrigieren, die infolge einer seltenen Krankheit unterentwickelt war oder ganz fehlte. Acht Jahre nach der Transplantation funktionierten die Organe wie natürliches Gewebe, wie das Team im Fachjournal "Lancet" berichtete.

Alle Empfängerinnen waren sexuell aktiv, berichteten über keine Schmerzen und waren mit ihrem Lustempfinden, der Befeuchtung und den Orgasmen zufrieden. Die Forschenden hatten den Frauen im Alter von 13 bis 18 Jahren vaginales Gewebe entnommen und daraus glatte Muskel- und Scheidegewebezellen wachsen lassen. Diese brachten sie auf ein Gerüst in Form einer Vagina auf und ließen es für sieben Tage wachsen.

Die vier Frauen leiden am Mayer-Rokitansky-Küster-Hauser-Syndrom, einem Geburtsdefekt, bei dem keine oder nur eine unvollständige Scheide gebildet wird. Betroffenen Frauen wird meist ein Vagina-Ersatz aus körpereigenem Darm oder Haut implantiert, wobei es jedoch laut den Forschenden zu Problemen wie Infektionen oder einem Schrumpfen des Transplantats kommen kann.

Nach dem Bericht von "Lancet" sind die langfristigen Ergebnisse der Operierten hervorragend: Die implantierten Vaginen wuchsen zusammen mit den Mädchen und entwickelten sich normal, die jungen Frauen hatten keine Schmerzen und waren mit ihrem Sex-Leben zufrieden. (APA, derStandard.at, 11.4.2014)>

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11.12.2015: Künstliche gezüchtete Niere bei Mäusen und Schweinen funktioniert
Funktionierende Niere aus dem Labor
http://www.srf.ch/sendungen/puls/forschung/funktionierende-niere-aus-dem-labor

<Sandra Büchi

Eine im Labor gezüchtete Niere konnte erfolgreich bei Mäusen und Schweinen implantiert werden. Sie funktioniert einwandfrei und erzeugt Urin.

Angesichts des stetigen Mangels an geeigneten Spenderorganen arbeiten Forscher seit einigen Jahren daran, diese selbst herzustellen. Das Züchten von Organen im Labor bringt vielen Patienten, die auf ein Spenderorgan warten, neue Hoffnung.

Dr. Tashi Yokoo und seinen Kollegen an der Jikei University School of Medicine in Tokio gelang es, nicht nur eine Niere aus Stammzellen zu züchten, sondern sie auch erfolgreich bei Mäusen und Schweinen einzusetzen. Die Niere funktioniert einwandfrei und erzeugt Urin. Auch eine menschliche Niere haben sie bereits hergestellt. Diese ist jedoch noch nicht funktionsfähig, denn der Aufbau einer Niere ist kompliziert: Sie besteht aus über 20 Zelltypen und weist komplexe Strukturen auf.

Schon vor zwei Jahren gelang es Wissenschaftlern des Massachusetts General Hospital, eine Niere zu züchten, jedoch belegte die Studie, dass die im Labor hergestellten Nieren weniger gut arbeiteten als die natürlichen.

Die wichtigen Aufgaben der Niere

Die Nieren sind sozusagen das Kontrollorgan unserer Körperflüssigkeiten. Sie sind unter anderem an folgenden Funktionen unseres Körpers beteiligt:

  • Sie reinigen und filtern das Blut.
  • Sie regulieren den Salz- und Wasserhaushalt des Körpers.
  • Sie sind an der langfristigen Regulation des Blutdrucks beteiligt.
  • Sie produzieren verschiedene Hormone (z. B. Erythropoietin zur Bildung roter Blutkörperchen).
  • Sie regulieren den Säure-Basen-Haushalt des Körpers.

Bei Schäden der Niere sind daher auch alle diese Bereiche betroffen, die für unseren Körper lebensnotwendig sind.>

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11.10.2017: Darm aus Stammzellen für den Patienten herstellen: Rattenexperiment funktioniert
Bioengineering: Forscher stellen Kunst-Darm aus Stammzellen her
http://www.krone.at/592759

""Die Suche nach Wegen zur Entwicklung biologischer Kunstorgane ist eines der großen Themen in der medizinischen Forschung. Dem aus Tirol stammenden Chirurgen Harald Ott von der Harvard Medical School (USA) und seinem Team ist es nun gelungen, ein vollständiges, funktionierendes Stück Dünndarm herzustellen und in eine Ratte zu transplantieren, berichten sie im Fachblatt "Nature Communications".

In den vergangenen Jahren hat Ott mit seiner Arbeit an künstlichen biologischen Organen bereits mehrfach für Aufsehen gesorgt. Er baute in Bioreaktoren Herz, Lunge und Nieren von Ratten nach, die - wenn auch in reduziertem Ausmaß - funktionsfähig waren und in lebende Tiere transplantiert teilweise für mehrere Wochen arbeiteten. Auch mit der Nachbildung eines menschlichen Lungen-Blutgefäßsystems aus Stammzellen waren die Wissenschaftler erfolgreich.

Organe von Toten als Ausgangsmaterial
Als Ausgangsmaterial für die Kunstorgane verwenden sie Organe toter Tiere oder Menschen, die mit einem speziellen Verfahren von allen Zellen befreit werden. Übrig bleibt dann nur noch ein Gerüst aus sogenannter extrazellulärer Matrix (ECM). Diese ruft, wenn sie später in einen fremden Organismus verpflanzt wird, keine Abstoßungsreaktion hervor.

Die ECM wird dann in einem Bioreaktor mit frischen Zellen des entsprechenden Gewebes wieder besiedelt. Dafür braucht es embryonale Zellen - diese befinden sich in einem Stadium, wo sie sich sozusagen noch nicht entschieden haben, welche Gestalt sie annehmen. So stellten die Forscher etwa eine künstliche Niere her, die im Labor bis zu 23 Prozent und nach Transplantation in eine lebende Ratte bis zu zehn Prozent der Funktion einer normalen Niere erreichte. Eine biologische Kunst-Lunge funktionierte bis zu zwei Wochen, nachdem sie einer lebenden Ratte transplantiert wurde.

"Wir haben nun erstmals unsere Technologie auf den Dünndarm angewandt", sagte Ott zur APA. Verliert nämlich ein Patient größere Teile dieses Organs, dann ist die Versorgung des Körpers mit wichtigen Nährstoffen besonders schwierig. Oft sind diese Menschen auf künstliche Ernährung angewiesen. "Dafür gibt es momentan keine gute Lösung", erklärte der Forscher.

Stammzellen werden in Darmzellen verwandelt
Man baue in der Arbeit auf vielen neuen Erkenntnissen dazu auf, wie wieder zu embryonalen Stammzellen zurückprogrammierte Zellen - sogenannte humane induzierte pluripotente Stammzellen (iPS) -, gezielt in Darmzellen verwandelt werden können. Im Gegensatz zum Aufbau von sich selbst organisierenden, kleinen organähnlichen Strukturen (Organoiden) haben Ott und sein Team nun den Schritt in Richtung angewandte Entwicklungsbiologie bzw. Bioengineering gesetzt: Sie nutzten diese Erkenntnisse dafür, richtiges Dünndarmgewebe mit "höherer Organisation und Funktion" entstehen zu lassen.

Neben dem Aufbau der richtigen Struktur ging es vor allem darum herauszufinden, wann sich die verschiedenen Zellen im jeweils gewünschten Entwicklungsstadium befinden, so Ott. All das musste dann "zu einem dreidimensionalen Großformat" weiterentwickelt werden. Das bedeutete hier ein vier Zentimeter langes Stück Dünndarm für eine Ratte.

Künstlicher Darm funktionierte einige Wochen
Nach dem Einsetzen in das Tier floss tatsächlich Blut durch den "künstlich-echten" Dünndarm. Außerdem erfüllte er nach einigen Wochen auch seine Aufgabe, indem er Glucose und Fettsäuren erfolgreich vom Inneren des Darms an die Blutgefäße weitergab.

Als nächsten Schritt wollen Ott und sein Team die Methode auf größere Strukturen ausweiten. "Damit wollen wir herausfinden, ob wir wirklich einen Dünndarm herstellen können, der menschlichen Patienten helfen kann", sagte der Wissenschaftler. Der Vorteil wäre dementsprechend, dass man keinen in seiner Funktion eingeschränkten Darmersatz bereitstellen würde, sondern es sich um ein Organ handeln würde, das hilft, den Patienten zu ernähren."

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