Kunstleber für Medikamententest

Foto: Zwei Frauen im Labor

Dr. Johanna Schanz (l.) und Prof.
Heike Mertsching (r.) präsentieren
die künstliche Leber;
© Dirk Mahler/Fraunhofer

Die Entwicklung von Medikamenten kann acht bis zehn Jahre dauern. Ein bislang wesentlicher Schritt sind Tierversuche - die immer wieder ethische Probleme aufwerfen. "Unsere künstlichen Organsysteme zielen darauf ab, eine Alternative für Tierversuche zu bieten", sagt Professor Heike Mertsching vom Fraunhofer- Institut für Grenzflächen und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart. "Zumal der Stoffwechsel von Mensch und Tier unterschiedlich ist. 30 Prozent aller Nebenwirkungen treten erst in klinischen Studien zutage."

Das Testsystem, das Mertsching gemeinsam mit Doktor Johanna Schanz entwickelt hat, soll Pharmafirmen zukünftig höhere Sicherheit bieten und den Weg zum neuen Medikament verkürzen. "Das Besondere an unserem Lebermodell ist ein funktionsfähiges System von Blutgefäßen", sagt Schanz. "Damit schaffen wir den Zellen eine natürliche Umgebung." In herkömmlichen Modellen fehlt das, die Zellen werden schnell inaktiv. "Dafür bauen wir keine künstlichen Adern, sondern nutzen vorhandene - aus einem Stück Schweinedarm", erklärt die Forscherin.

Alle Zellen vom Schwein werden entfernt, aber die Blutgefäße bleiben erhalten. Dann werden menschliche Zellen angesiedelt: Hepatozyten, die wie im Körper für den Um- und Abbau der Medikamente zuständig sind, und Endothelzellen, sie dienen als Barriere zwischen Blut und Gewebezellen. Um Blut und Kreislauf zu simulieren, stecken die Forscherinnen das Modell in einen eigens entwickelten, computergesteuerten Bioreaktor mit Schlauchpumpen. So kann die Nährlösung zu- und abgeleitet werden, wie bei Menschen über Vene und Arterie. "Bis zu drei Wochen waren die Zellen aktiv", so Schanz.

"Diese Zeit war ausreichend, um die Funktionen zu analysieren und auszuwerten. Eine längere Aktivität ist aber möglich“, sagt die Forscherin. Die Zellen arbeiten ähnlich wie im Körper. Sie entgiften, bauen Medikamente ab und Proteine auf. Wichtige Voraussetzungen für Medikamententests oder Transplantate.

MEDICA.de; Quelle: Fraunhofer-Gesellschaft