Menschliche Arterien aus dem Labor

„Unsterbliche“ Zellen liefern die Grundlage

In einer Kombination aus Bioengineering und Krebsforschung haben US-Wissenschaftler die laut eigenen Angaben ersten Arterien aus nicht embryonalem Gewebe im Labor gezüchtet. Es ist dies ein wichtiger Schritt in der Züchtung menschlicher Arterien außerhalb des Körpers. Die Gefäße könnten in Zukunft als Bypass eingesetzt werden. Die Ergebnisse der Forscher am Duke University Medical Center erscheinen heute, Freitag, in den EMBO Reports, eine Fachzeitschrift der European Molecular Biology Organisation.

Der Durchbruch glückte dem Team unter der Leitung von Laura Niklason, nachdem Forscher am Massachusetts Institute of Technology (MIT) die so genannte hTERT-Komponente des Enzyms Telomerase klonten. Das Enzym hält Telomere (Chromosomen-Enden) von deren Verkürzung ab. Denn mit jeder Zellteilung verkürzen sich diese Telomere, bis sie so kurz werden, dass die Zelle das Wachstum stoppt. In vorangegangenen Versuchen konnten Forscher bereits zeigen, dass es die Expression von hTERT einigen menschliche Zellen ermöglicht, sich unbegrenzt zu teilen – die Zellen werden „unsterblich“.

Führte das Team um Niklason das hTERT-Gen in glatte Muskelzellen, den Schlüsselkomponenten einer Arterie, ein, erhöhte sich die Lebensspanne der Zellen. Damit wurde es möglich, im Labor Arterien zu formen. „Die Zellen vermehrten sich nicht nur über die normale Lebensspanne hinaus, sie besaßen auch die Eigenschaften glatter Muskelzellen“, erklärte Niklason. Mit diesen Zellen konnten die Forscher mechanisch robuste menschliche Arterien entwickeln. Dafür beschichteten sie eine Röhre aus einem dünnen, biologisch abbaubaren Kunststoff mit glatten Muskelzellen. Ein Bioreaktor versorgte die Röhre mit einer Vitamin- und Nährstofflösung, umso gut wie möglich die natürlichen Bedingungen nachzuahmen. Die Muskelzellen begannen zu wachsen und füllten die Löcher des sich abbauenden Polymergerüsts auf. Um die Arterie zu vervollständigen, fügten die Forscher endotheliale Zellen hinzu, die Blutgefäße auskleiden. Bis die gezüchteten Arterien in Menschen mit Herzerkrankungen implantiert werden, wird es aber noch zehn Jahre dauern, schätzt Niklason. Noch ist auch unklar, wie sich die Arterien im Körper verhalten.