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© Aaliya Landholt / iStock / Thinkstock
 
Nephrologie 3. November 2014

Auf dem Weg zur Retorten-Niere

Von Organoiden aus Stammzellen bis zur kompletten Niere aus dem Bioreaktor.

Chronisch kranke Nieren regenerieren sich von selbst und neue Nieren lassen sich züchten: Solche Vorstellungen waren bisher Träumerei, doch in Zukunft könnten sie wahr werden. Neue Forschungsansätze wecken Hoffnungen.

Baut sich die Medizin bald ihre Nieren selbst? Angesichts der sinkenden Bereitschaft zur Organspende ist das attraktiv. Von der Kernsanierung im Bioreaktor bis zur behutsamen Stimulation in vivo haben Wissenschaftler fast alles im Angebot.

Prof. Dr. Christian Hugo von der Klinik für Nephrologie am Universitätsklinikum Dresden sieht drei regenerative Therapieansätze für Nieren, die mittelfristig Teil klinischer Behandlungsstrategien werden könnten. Ein Ansatz besteht darin, Nierengewebe aus Vorläuferzellen in vitro heran zu züchten und dann zu transplantieren. Dass die Natur diesen Weg kennt, zeigen Zebrafische und einige Reptilien, die in ähnlicher Weise zur Regeneration von Nieren in der Lage sind, wie der Mensch das bei der Leber kann.

Sollten sich im Nierengewebe keine passenden Vorläuferzellen für eine externe Anzucht finden, könnten embryonale Stammzellen oder induzierte pluripotente Stammzellen (iPS) zum Einsatz kommen.

Stammzellen bilden Nierentubulusstrukturen

„Anfang 2014 wurde erstmals gezeigt, dass aus humanen embryonalen Stammzellen sich selbst organisierende Nierenstrukturen entstehen können“, betonte Hugo bei der Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Nephrologie (DGfN) in Berlin. Mehr noch: Im Sommer 2014 gelang es Wissenschaftlern, auch die ethisch unproblematischeren iPS-Zellen erstmals in nierenspezifische Stammzellen zu verwandeln, die Nierentubulusstrukturen bilden ( Lam AQ et al.: J Am Soc Nephrol 2014; 25: 1211 ).

Dass mit Vorläuferzellen in vitro in absehbarer Zeit komplette Nieren gezüchtet werden können, halten Experten für eher unwahrscheinlich. Wahrscheinlicher sei, dass (kleine) „Organoide“ mit einer gewissen Funktionsfähigkeit entstehen, die dann transplantiert werden können, ähnlich wie bei der Inselzelltransplantation in der Diabetestherapie. Erste derartige Nierenorganoide auf Basis menschlicher Zellen wurden bereits hergestellt.

Es gibt aber durchaus auch Visionen von kompletten, künstlich erzeugten Nieren. Wissenschaftler aus Boston haben vor einem Jahr demonstriert, wie so etwas prinzipiell funktionieren könnte. Sie haben Nieren von Ratten, Schweinen und auch Menschen mithilfe von Chemikalien und Enzymen komplett dezellularisiert. Übrig blieb nur noch eine Art „Bindegewebsgerüst“, bei dem die ursprüngliche Nierenanatomie erhalten war. Dieses Gerüst wurde dann in einem Bioreaktor mit menschlichen Zellen rezellularisiert ( Song JJ et al: Nat Med 2013; 19: 646 ). „Nach Transplantation in eine Ratte nahm diese neu aufgebaute Niere gewisse Teilfunktionen der Niere wieder auf“, berichtet Hugo.

Regeneration kranker Nieren

So spektakulär solche „Reaktor-Nieren“ auch sind, möglicherweise ist eine deutlich sanftere Variante des regenerativen Nierenersatzes langfristig erfolgversprechender. „Der Königsweg ist aus meiner Sicht die Stimulation regenerativer Prozesse bei Patienten mit Nierenerkrankungen in vivo“, betont Hugo. Mittlerweile konnten sowohl Podozyten als auch Endothelzellen und Mesangiumzellen durch unterschiedliche Stimuli aus Vorläuferzellen regeneriert werden.

Angesichts der Fülle neuer Erkenntnisse ist die Nierenregeneration für Hugo keine verrückte Vision mehr, sondern ein konkretes Ziel, das erreichbar erscheint. Die große Frage ist allerdings, wann es so weit sein wird. Auf einen konkreten Zeithorizont festlegen wollte sich der Tagungspräsident nicht: „Es kann zwanzig Jahre dauern, aber auch zweihundert.“

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