Forscher sagen, dass das Wachsen der Lunge in einem Labor für Transplantationen dazu beitragen könnte, den Mangel an Organspenden zu verringern.
Seit Jahren träumen Wissenschaftler davon, im Labor maßgeschneiderte menschliche Organe herstellen zu können, eine Leistung, die Tausenden von Menschen auf der ganzen Welt helfen würde, auf Spenderorgane zu warten.
Jetzt haben Wissenschaftler in Texas diesen Traum mit der ersten erfolgreichen Transplantation von Lungen aus dem Labor in Schweine der Realität näher gebracht.
Diese biotechnisch hergestellten Lungen bildeten gesunde Blutgefäße und entwickelten sich von selbst weiter, sodass die Schweine bis zu zwei Monate überleben konnten.
Diese Technologie bietet Hoffnung, den Mangel an Spenderorganen zu verringern und das Risiko einer Organabstoßung zu verringern - wenn sie das Stadium erreichen kann, in dem sie für den Menschen bereit ist.
"Es ist ein sehr monumentaler Schritt für die Lungentransplantation und sogar für jede Organtransplantation", sagte Dr. Bryan Whitson, ein Herz- und Lungentransplantationschirurg bei Wexner Medical Center der Ohio State University .
Die Studie wurde Anfang dieses Monats in der Zeitschrift veröffentlicht. Wissenschaftliche translationale Medizin .
Darin haben Forscher der medizinischen Abteilung der Universität von Texas in Galveston erstmals Gerüste aus der Lunge toter Schweine hergestellt.
Sie haben diese Lungen mit einer Mischung aus Waschmittel und Zucker von Blut und Zellen befreit. Dies hinterließ eine lungenförmige Struktur aus Proteinen.
Als nächstes wuchsen Blutgefäße und Lungengewebe über dem Gerüst. Dazu wurde jedes Gerüst in einen Tank gegeben, der mit flüssigen Nährstoffen und Zellen gefüllt war, die dem zukünftigen Empfängertier entnommen wurden.
Nach 30 Tagen im Bioreaktortank waren die im Labor gezüchteten Lungen zur Transplantation bereit. Die Forscher ersetzten die linke Lunge von vier Schweinen durch eine im Labor gezüchtete Version.
Die Forscher haben die Schweine zwischen 10 Stunden und zwei Monaten nach der Transplantation zu unterschiedlichen Zeiten eingeschläfert, um festzustellen, wie gut sich die Lunge entwickelt hat.
Die Lunge hatte bereits nach zwei Wochen ein starkes Netzwerk von Blutgefäßen gebildet und wurde von Bakterien besiedelt, die normalerweise in der Schweinelunge vorkommen.
Die Schweine hatten keine Atemprobleme. Auch ohne den Einsatz von Immunsuppressiva gab es keine Anzeichen einer Abstoßung durch das Immunsystem des Empfängers.
Diese Medikamente werden routinemäßig nach einer Organtransplantation an Menschen verabreicht, um zu verhindern, dass ihr Immunsystem Spenderorganzellen als „fremd“ angreift. Sie tragen jedoch zu den Komplikationen bei Organtransplantationen bei.
"Viele der Nebenwirkungen, die wir langfristig während der perioperativen Phase sehen, sind auf Immunsuppression zurückzuführen", sagte Whitson gegenüber GesundLinie.
Dies beinhaltet ein höheres Infektionsrisiko, geschwächte Knochen, hohen Blutdruck, Diabetes und andere Gesundheitsprobleme.
"Wenn Sie keine Immunsuppression durchführen und den Empfänger potenziellen infektiösen Komplikationen aussetzen müssen, ist dies ein Plus", sagte Whitson.
Joan Nichols, PhD, Studienautorin und Professorin für Innere Medizin, Mikrobiologie und Immunologie und stellvertretende Direktorin des Galveston National Laboratory bei UTMB schätzt, dass jede im Labor gezüchtete Lunge etwa 12.000 US-Dollar kostet.
Dies entspricht bis zu 90.000 USD für eine menschliche Spender-Lungentransplantation ohne Patientenversorgung oder Krankenhauskosten.
Dies berücksichtigt jedoch nicht die Zeit des Laborpersonals oder die Kosten für die Herstellung bestimmter Materialien. Diese Kosten werden sich wahrscheinlich auch ändern, wenn die im Labor gezüchteten Lungen für die Klinik bereit sind.
Zukünftige Forschungen müssen durchgeführt werden, um festzustellen, ob die im Labor gezüchteten Lungen bei Schweinen ein Jahr oder länger gut funktionieren.
Eine weitere Frage, die noch offen ist, ist, ob im Labor gewachsene Lungen Sauerstoff an den Körper übertragen können. In dieser Studie waren die Lungen nicht mit den Lungenarterien der Schweine verbunden, die sauerstoffarmes Blut in die Lunge bringen.
"Zu sehen, ob die Lunge funktionieren kann, wird der nächste Teil sein", sagte Whitson, "denn das ist das, worauf es wirklich ankommt - kann es Sauerstoff aus der Atmosphäre ziehen und in die Zellen bringen."
Die Forscher sagten in a Pressemitteilung Sie erwarten, dass die im Labor gewachsenen Lungen innerhalb von 5 bis 10 Jahren zur Transplantation in Menschen bereit sein könnten.
Etwa 1.500 Amerikaner stehen derzeit auf einer Warteliste für eine Lungentransplantation. United Network for Organ Sharing .
Angesichts des Mangels an menschlichen Spenderlungen sagt Whitson, dass das Versprechen einer im Labor gezüchteten Lunge für Menschen mit Organerkrankungen im Endstadium „ziemlich stark“ ist.
"Im Moment muss man sehr krank sein, um Transplantatempfänger oder Kandidat zu werden", sagte Whitson.
Er glaubt, dass die Möglichkeit, die Lunge bei Bedarf wachsen zu lassen, den Organmangel beseitigen und die Lungentransplantation in eine elektive Tagesoperation verwandeln könnte.
Und es könnte Transplantationen für Menschen öffnen, die weniger gesund sind als die derzeitigen Empfänger.
Nichols ist der Ansicht, dass die Herstellung von Lungen wie in dieser Studie nur eine „teilweise Antwort“ auf das Problem des Lungenmangels bei Spendern ist.
Aber sie glaubt, dass die Forschung „den Weg für die eigentliche Antwort ebnen wird“, die es ermöglicht, Gerüste und Zellen - entweder Stammzellen oder adulte Zellen - in 3D zu drucken, wann immer jemand eine neue Lunge oder ein anderes Organ benötigt.
Sie sagt, dieser Ansatz würde es Krankenhäusern ermöglichen, ein Organ zu schaffen, das dem Gewebetyp eines Empfängers entspricht und auf seinen Körper zugeschnitten ist.
