Mit Eierstöcken aus dem 3D-Drucker gelingt der gesunde Nachwuchs - zumindest bei Mäusen.
Chicago/Wien. Das menschliche Ersatzteillager aus dem 3D-Drucker ist eine große Zukunftsvision der modernen Medizin. Neben Herzklappen, Hautflächen, Kiefergelenken, Knorpel- und Knochenelementen sollen künftig auch Organe auf Knopfdruck hergestellt werden können. Nach vielen Jahren der Forschung und Entwicklung scheint das sogenannte Bioprinting nun Schritt für Schritt zur Realität zu werden. US-Forscher berichten gar von einer Sensation auf diesem Gebiet: Eierstöcke aus dem 3D-Drucker hätten einer Maus dazu verholfen, gesunde Junge zur Welt zu bringen, berichten sie im Fachmagazin "Nature Communications". Der Einsatz der Technik beim Menschen rückt damit wohl immer mehr in greifbare Nähe.
Die Forscher von der Northwestern University Feinberg School of Medicine in Chicago nutzten zur Herstellung der Mäuse-Ovarien ein gelatineartiges Material aus Kollagen. Ihnen war bewusst, dass das herzustellende biologische Gerüst steif genug sein musste, um damit gut hantieren zu können, aber auch porös genug, um mit dem Mäusegewebe interagieren zu können, betont Ramille Shah, Spezialistin für Gewebezüchtung.
Der Heilige Gral
Mit dem 3D-Drucker ist es möglich, das biologische Material in solch einer speziellen geometrischen Struktur zu generieren. Beim Bioprinting werden dünne Fäden übereinander platziert, erklärt Alexandra Rutz vom Simpson Querrey Institute. Da sich die Distanz zwischen diesen Filamenten und deren Position gezielt steuern lässt, können die Forscher die Größe und Geometrie der Poren selbst bestimmen, um eine bestimmte Struktur aufzubauen, die mit einem Baugerüst vergleichbar sei.
"Jedes Organ hat sein eigenes Gerüst", erklärt Teresa K. Woodruff vom Women's Health Research Institute der University Feinberg in der aktuellen Publikation. "Wir haben herausgefunden, wie jenes der Eierstöcke beschaffen ist und verwendeten dieses als Modell für die Bioprothese", beschreibt sie.
Dieses entstandene Gerüst ermöglichte es den Eibläschen, die die Eizellen in sich tragen, in dem hergestellten Organ zu bestehen. Die Wissenschafter konnten damit nicht nur die Hormonproduktion der Maus wieder ankurbeln, sondern ihr auch zur Fruchtbarkeit verhelfen. Der Maus war es schließlich möglich, gesunde Junge zur Welt zu bringen und diese großzuziehen.
"Die Forschungen zeigen, dass die Eierstock-Bioprothese auch langlebig ist", freut sich Woodruff. Es sei ein großer Erfolg, anstelle von Organtransplantaten toter Lebewesen auf Bioprinting zurückgreifen zu können. Die Forscherin spricht vom Heiligen Gral der regenerativen Medizin.
Neue Chancen für Frauen
Für Frauen, die etwa aufgrund einer Krebserkrankung unfruchtbar sind, eröffnen sich mit diesen Forschungen völlig neue Chancen. "Bei einigen unserer Krebspatientinnen kommt es vor, dass die Eierstöcke nicht mehr gut genug funktionieren und sie riskante Hormonersatztherapien benötigen würden, um die Pubertät wieder einzuleiten", schildert Monica Laronda. Hier wäre der Einsatz von Bioprothesen ein Segen. Häufig sind das Frauen mit überstandener Krebserkrankung im Erwachsenen-, aber auch im Kindesalter. Die dabei nötigen Behandlungen beeinflussen sowohl den Hormonhaushalt als auch die Fertilität.
Zweck der Forschungen sei es aber auch, zu verstehen, wie die Eierstöcke im Leben einer Frau arbeiten - von der Pubertät bis hin zur Menopause, heißt es in der Publikation.
Die kommenden Jahre werden wohl eine spannende Weiterentwicklung des Bioprintings bringen. Die größten Auswirkungen wird es Experten zufolge im nächsten Jahrzehnt für die regenerative Medizin haben.