Tier-Mensch-Embryos Mit Mischwesen gegen den Organmangel

Forscher entwickeln Tiere mit menschlichen Zell-Anteilen: Die Technik soll einmal Spenderorgane liefern. Doch kann sie das wirklich – und brauchen wir sie überhaupt noch?
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Schafe als lebende Organbank für Menschen? Noch ist das Zukunftsmusik, aber Forscher arbeiten daran. Quelle: dpa
Tiere als Organbank für den Menschen

Schafe als lebende Organbank für Menschen? Noch ist das Zukunftsmusik, aber Forscher arbeiten daran.

(Foto: dpa)

HeidelbergIhren menschlichen Anteil würde man den Schafembryos nicht ansehen: Nur etwa eine von 10.000 Zellen der 28 Tage alten Organismen stammte vom Menschen, berichtete eine Arbeitsgruppe um Pablo Ross von der University of California jüngst auf der Wissenschaftstagung AAAS im texanischen Austin. Das aber sind immerhin zehnmal so viele wie beim letzten derartigen Experiment der Arbeitsgruppe, als sie Schweineembryos mit menschlichen Zellen erzeugte.

Solche Mischwesen zu produzieren, ist längst nicht mehr nur biologische Grundlagenforschung – die als Chimären bezeichneten Embryos gelten als eine mögliche Zukunft der Transplantationsmedizin. Tiere mit menschlichem Anteil sollen, das ist zumindest die Hoffnung, gleich zwei Probleme von Spenderorganen lösen: Zum einen gibt es viel zu wenig gespendete menschliche Organe, zum anderen erkennt der Körper das fremde Gewebe niemals als eigenes an. Damit ein Spenderorgan funktioniert, muss man daher das Immunsystem mit Medikamenten unterdrücken – und auch das hilft nur einige Jahre.

Organe aus menschlichen Zellen, die in einem Tier heranwachsen, wären auf den ersten Blick eine attraktive Lösung. Dazu stellt man zuerst einmal sogenannte Induzierte Pluripotente Stammzellen (iPSC) der Person her, die das fertige Organ später empfangen soll. Diese Zellen, die noch alle Gewebe des Körpers bilden können, injiziert man dann zum genau richtigen Zeitpunkt in einen Schweine- oder Schafembryo, so dass sie wie Zellen des Wirtstiers an der weiteren Entwicklung teilnehmen.

Der Trick dabei: Mit Hilfe der Genschere CRISPR/Cas9 schaltet man schon zuvor jene Gene des Embryos ab, die seine Zellen befähigen, das gewünschte Organ zu bilden. Dadurch bilden dann ausschließlich menschliche Zellen das Organ – und da diese Zellen aus dem späteren Empfänger des Organs kommen, gibt es auch keine Abstoßung.

Soweit die Theorie. In der Praxis gibt es noch eine Reihe technischer Probleme. Eines davon zumindest lösen die erfolgreichen Versuche in Schwein und Schaf: Diese Tiere haben Organe, die ähnlich groß sind wie ihre menschlichen Gegenstücke. Außerdem stieg im neuen Experiment der Anteil menschlicher Zellen, der nach Ansicht von Fachleuten etwa ein Prozent betragen muss, deutlich an.

Die Arbeitsgruppe habe bereits begonnen, berichtet der „Guardian“, mit Hilfe gentechnischer Verfahren Schweine- und Schafembryos zu erzeugen, die keine Bauchspeicheldrüse bilden. 2017 war es dem gleichen Team immerhin gelungen, mit der Stammzelltechnik Bauchspeicheldrüsen von Mäusen in Ratten heranwachsen zu lassen und sie zurück in Mäuse zu transplantieren – wo sie tatsächlich einen künstlich erzeugten Diabetes milderten.

Offen ist allerdings noch, ob das bisher nur in Nagetieren erfolgreich getestete Prinzip tatsächlich bei großen Säugetieren funktioniert. Zum Beispiel kann man bisher nicht ausschließen, dass ein solches Organ aus fremden Zellen eben doch Gewebe des Wirtstiers enthält – Blutgefäße zum Beispiel, die das Organ versorgen.

Komplexere Organe entstehen aus verschiedenen Zellpopulationen, die man alle separat identifizieren und beim Tier ausschalten muss. Gelingt das nicht, käme es wohl zu einer heftigen Abstoßungsreaktion. Und noch andere unerwünschte Gäste könnten als Trittbrettfahrer mitreisen: Viren.

Sorgen machen dabei weniger die akuten und deswegen leicht erkennbaren Infektionen bei Schwein und Schaf, sondern vielmehr die im Genom schlummernden Retroviren. Deren Gene sind im Genom der Wirtstiere fest eingebaut, könnten aber reaktiviert werden und womöglich eine Gefahr darstellen. Immerhin hat eine Arbeitsgruppe im September 2017 berichtet, mit Hilfe von CRISPR/Cas9 alle Retroviren aus einem Schweinegenom entfernt zu haben – alle bekannten jedenfalls.

Eine mögliche Alternative: der 3D-Drucker
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