Forscher züchten Ersatzgewebe aus menschlichen Blutzellen

Daß der Ansatz prinzipiell funktioniert, hat das Team um Fändrich vor kurzem nachgewiesen (Gastroenterology 128/7, 2005, 1774). Auch wenn die Experimente noch in einem frühen Stadium sind, wecken sie schon große Hoffnungen. Denn der Therapieansatz könnte eines Tages Patienten mit Diabetes Insulininjektionen ersparen und Menschen mit schwerer Lebererkrankung eine andere Therapie außer der Lebertransplantation anbieten.

Monozyten statt embryonale Stammzellen verwendet

Als Ausgangsmaterial für das Ersatzgewebe verwendeten die Kieler Forscher Monozyten aus dem Blut. Sie wurden mit der Leukapherese isoliert. "Die einfache Beschaffung und die Verfügbarkeit großer Mengen von Zellen ist ein ganz entscheidender Vorteil im Vergleich zu Ansätzen, in denen embryonale Stammzellen genutzt werden", betont Fändrich.

"Wir müssen die Zellen nicht über lange Zeit in Kultur vermehren. Das heißt, hier ist die Gefahr der Entartung, wie etwa bei embryonalen Stammzellen, nicht gegeben." Ein weiterer Vorteil: Die Zellen stammen aus dem Blut des Patienten. Eine Abstoßungsgefahr besteht daher nicht.

Bis aus den Monozyten leberähnliche oder insulinproduzierende Zellen werden, müssen sie jedoch einige Prozesse durchlaufen. Zunächst versetzen die Forscher die Zellen mit einem speziellen Hormoncocktail, der die zelluläre Entwicklung zurückdreht.

Durch diesen als Dedifferenzierung bezeichneten Schritt können die Wissenschaftler die Zellen neu programmieren, ihnen also andere Aufgaben zuweisen. Der Monozyt ist dann kein Monozyt mehr, sondern eine programmierbare Zelle, die von Monozyten abstammt - kurz als PCMO (Programmable Cell of Monocyte Origin) bezeichnet.

Fändrich: "Diese Zelle kann man nun mit spezifischen konditionierenden Anzuchtmedien in die gewünschte Zielzelle - Inselzelle oder Leberzelle - weiter differenzieren." Unter dem Einfluß spezieller Wachstumsfaktoren reift die Zelle in 10 bis 16 Tagen zur Leberzelle oder mit anderen Faktoren in etwa einer Woche zur Inselzelle, die Insulin produziert. Der Erfolg der gezielten Reifung läßt sich bereits im Reagenzglas erkennen.

"Die gezüchteten Leberzellen produzieren die wichtigsten Proteine wie Albumin oder Gerinnungsfaktoren und können Fremdstoffe entgiften", sagt der Direktor der Sektion Transplantationsmedizin und Biotechnologie an der Chirurgischen Universitätsklinik.

"Wenn man die Zellen in kranke Ratten spritzt, die kein Albumin produzieren können, bilden sie dort Albumin. Im Insulin-Modell konnte man zeigen, daß eine Injektion der Inselzellen unter die Nierenkapsel bei diabetischen Mäusen die Blutzuckerwerte normalisierte." Bei den Tieren mußte allerdings das Immunsystem unterdrückt werden, da sie sonst die Humanzellen abgestoßen hätten.

Fändrich hat ein europäisches Patent auf diese Methode der Zellzüchtung angemeldet. In einer Ausgründung will er sie mit Unterstützung eines Pharmaunternehmens zu einem Therapieverfahren weiterentwickeln. "Wenn alle vorgeschriebenen Untersuchungen abgeschlossen sind, wenn also die Toxizität der Zelle unbedenklich ist, wenn wir wissen, wie viel Zellen wir geben müssen und wohin, dann wäre schon an eine klinische Anwendung zu denken."

Kandidaten für eine Behandlung mit den neu gezüchteten Leberzellen seien zum Beispiel Patienten mit schwerer Lebererkrankung, die sonst eine Lebertransplantation erhalten müßten, oder Patienten mit Hämophilie.

Probleme sieht der Forscher noch bei insulinbildenden Zellen. "Es gibt sehr kontroverse Meinungen darüber, wo der beste Applikationsort für die Zellen ist. Um das herauszufinden, muß noch weitere Grundlagenforschung erfolgen."

Sehr viel greifbarer ist ein anderes Ziel: die Entwicklung einer standardisierten Modellzelle für das Drugmonitoring in der Pharmaindustrie. Denn die gezüchteten Leberzellen eignen sich prinzipiell auch zur toxikologischen Prüfung von neuen Arzneimitteln.