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Ein israelischer Forscher hält einen Prototypen eines menschlichen Herzens, der mit einem 3-D-Drucker aus menschlichem Gewebe an der Universität Tel Aviv hergestellt wurde.

Israelische Forscher drucken menschliches Herz – im Kleinformat

Ein Team von Wissenschaftlern der Universität Tel Aviv hat erstmals ein durchblutungsfähiges menschliches Herz mit einem 3-D-Drucker produziert. Die Technologie könnte helfen, den Mangel an Spenderherzen auszugleichen. Bisher ist das gedruckte Herz aber nur so groß wie das eines Hasen.

Ein menschliches Herz aus dem 3-D-Drucker: Was ein Forscherteam der Universität Tel Aviv am Montag vorstellte, sorgt für große Aufmerksamkeit. Erstmals, so die israelischen Wissenschaftler, sei es gelungen, aus den Zellen eines Patienten und biologischen Materialien ein menschliches Herz mit einem 3-D-Drucker herzustellen, das auch über Blutgefäße verfüge. Bisher war es nur gelungen, nicht durchblutetes Zellgewebe zu erstellen, berichtet die „Jerusalem Post“.

Wie realistisch ist eine solche Entwicklung? Lesen Sie hier ein Experten-Interview.

„Es ist das erste Mal überhaupt, das es gelungen ist, ein komplettes Herz inklusive Zellgewebe, Blutgefäßen, Ventrikeln und Kammern zu entwickeln und zu drucken“, sagte der Leiter der Studie, Professor Tal Dvir von der Universität Tel Aviv. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Advanced Science“ veröffentlicht.

Herztransplantation als letzte Chance

Herzerkrankungen sind in Deutschland und den Vereinigten Staaten bei Frauen wie Männern die Todesursache Nummer eins. In Israel liegen sie, nach Krebserkrankungen, auf Platz zwei der Todesursachen. Letzte Option für Menschen mit terminaler Herzinsuffizienz ist häufig eine Herztransplantation. Da die Wartezeiten lang sein können, sterben etliche Patienten, bevor sie an der Reihe sind.

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„Dieses Herz ist aus menschlichen Zellen und patientenspezifischen biologischen Materialien hergestellt. In unserem Herstellungsprozess dienen sie als Bio-Ink, das sind Substanzen aus Zucker und Proteinen, die für den 3-D-Druck komplexer Gewebemodelle verwandt werden können“, erläuterte Dvir laut „Jerusalem Post“. Es sei bereits in der Vergangenheit gelungen, 3-D-Drucke der Herzstruktur zu erstellen, so Dvir – „allerdings ohne Zellen und Blutgefäße. Die Ergebnisse unterstreichen das Potenzial unserer Methode, in Zukunft personifiziertes Gewebe zur Ersetzung von Organen herzustellen.“

Individuelles Gel dient als „Druckertinte“

Das Herz, das die Tel Aviver Wissenschaftler vorgestellt haben, entspricht zwar dem menschlichen, allerdings hat es nur die Größe eines Hasenherzens – vergleichbar mit dem eines menschlichen Fötus. Allerdings, so die Forscher, könnten ausgewachsene menschliche Herzen mit derselben Methode hergestellt werden.

Für die Studie war Patienten Fettgewebe entnommen worden. Dann wurden die zellularen und nichtzellularen Gewebeteile voneinander getrennt. Während aus den Zellen entwicklungsfähige Stammzellen für Herz und Blutgefäße programmiert wurden, wurden die nichtzellularen Makromoleküle wie Kollagen und Glykoproteine zu einem patientenindividuellen Gel verarbeitet, das als „Druckertinte“ diente. Die differenzierten Zellen wurden dann mit den Bio-Inks vermischt, um patientenspezifische, dreidimensionale, immunitätskompatible Herzgewebe mit Blutgefäßen zu drucken – und später ein gesamtes Herz.

„In zehn Jahren wird es überall Organ-Drucker geben“

Laut Professor Dvir sind originale, patientenspezifische Materialien zwingend notwendig, um erfolgreich Organe und Gewebe entwickeln zu können. Im nächsten Schritt müsste den Herzen beigebracht werden, sich wie menschliche Herzen zu verhalten. Nun wollen die Forscher den Prototypen in einem speziellen Bioreaktor reifen lassen. „Die Zellen sollen lernen, besser miteinander zu interagieren, bessere elektrische Signale zu geben, so dass das Herz pumpen kann.“ Binnen eines Jahres sollen solche Herzen in Tierversuchen an Hasen oder Ratten getestet werden.

Bis zu einem möglichen klinischen Einsatz beim Menschen dauere es aber noch, sagte Dvir. Doch er ist optimistisch: „Innerhalb von zehn Jahren wird es in den besten Krankenhäusern der Welt Organ-Drucker geben, und Eingriffe dieser Art werden Routine sein.“

Von Daniel Killy/RND