Einem brasilianischen Forscherteam ist es gelungen einen Prototypen einer Leber mit der Verwendung von sphäroid-basiertem 3D-Bioprinting anzufertigen. Die Wissenschaftler der University of São Paulo Human Genome and Stem-Cell Research Center (HUG-CEL), Department of Genetics and Evolutionary Biology, Institute of Biosciences, kombinierten Bioengineering-Technologie, wie die Umprogrammierung und Kultivierung von sogenannten pluripotenten Stammzellen, mit 3D-Biodruck. Aus diesen Stammzellen kann jeder Zelltyp eines Organismus entstehen, etwa Lebergewebe. Diese Strategie führte dazu, dass das so hergestellte Organ länger funktionierte als Konkurrenzprodukte, wobei es allerdings noch weit davon entfernt ist, eine echte Leber zu ersetzen.

"Wir sind auf dem richtigen Weg"

"Es sind noch weitere Schritt nötig, bis wir ein funktionierendes Organ drucken können. Aber wir sind auf dem richtigen Weg", sagt HUG-CELL-Direktorin Prof. Dr. Mayana Zatz. In naher Zukunft müssten Patienten nicht mehr auf ein Spenderorgan warten. Es werde möglich sein, den Kranken Zellen zu entnehmen und sie umzuprogrammieren, sodass ein funktionsfähiges Organ entsteht. "Ein weiterer großer Vorteil dieser Technik ist, dass es keinerlei Abstoßungsreaktionen gibt", wirft Zatz einen Blick in die Zukunft der technischen Möglichkeiten.

Das Gewebe dreidimensional gedruckt

Eine wichtige Innovation ist der Forscherin zufolge der Einschluss der Zellen in die Biotinte, aus der das Gewebe dreidimensional gedruckt wird. "Anstatt einzelne Zellen auszudrucken, entwickelten wir eine Technik, bei der die Zellen vor dem Druck bereits Klumpen bilden", sagt Ernesto Goulart, der bei Zatz promovierte. Das habe dafür gesorgt, dass die Funktionsfähigkeit des Gewebes ungewöhnlich lange erhalten blieb. Beim Druck von Einzelzellen haben diese oft zu wenig Kontakt untereinander. Das führte zu Fehlfunktionen. Goulart ist sicher, dass dieses Verfahren, das mithilfe von Blutzellen von drei freiwilligen Spendern umgesetzt wurde, eine große Zukunft hat. "Wir stellten nur eine Mini-Leber her. Aber mit einigen Investitionen wird es möglich sein, komplette Organe zu drucken", verdeutlicht der Forscher abschließend.

Originaltitel

3D bioprinting of liver spheroids derived from human induced pluripotent stem cells sustain liver function and viability in vitro, Biofabrication 2019