Zunächst entnahmen die Wissenschaftler Schweinen die Lungen, eliminierten Blut und Zellen, sodass nur noch das Lungengerüst übrig blieb. Anschließend entfernten sie vier Schweinen, die mit den „Gerüstspendern“ nicht verwandt waren, jeweils einen Lungenflügel, um daraus Zellen zu gewinnen. Dann folgte die Inkubation der Lungengerüste plus Zellen in Bioreaktoren, wobei man neben Nährstoffen auch mit Wachstumsfaktoren beladene Nanopartikel und Hy­drogele hinzugab.

Dreißig Tage später wurden die gezüchteten Lungenflügel den „passenden“ Tieren transplantiert. Nach zehn Stunden, zwei, vier und acht Wochen tötete man jeweils eines der Tiere und untersuchte das Transplantat his­tologisch.

Bereits zwei Wochen nach der Transplantation hatte sich in dem neuen Organ ein starkes Gefäßnetzwerk ausgebildet, berichten Wissenschaftler der University of Texas Medical Branch. Auch ohne Zugabe exogener Wachstumsfaktoren entwickelte sich die Lunge in vivo weiter. Zudem wurde das initial sterile Organ innerhalb der ersten zwei Monate von der physiologischen pulmonalen Bakterienflora besiedelt. Eine Transplantatabstoßung beobachteten die Forscher nicht, den Tieren ging es klinisch gut, obwohl die neue Lunge noch nicht wesentlich zur Sauerstoffversorgung beitrug.

Bald ein Ersatz für menschliche Lungen?

Angesichts der Komplexität der zellulären Organarchitektur stellt das Bioengineering menschlicher Lungen eine große Herausforderung dar. Die Forscher hoffen jedoch, dass in der Zukunft Patienten, die auf ein Spenderorgan warten, von dem Verfahren profitieren werden.

Quelle: Nichols JE et al. Sci Transl Med 2018; 10: pii: eaao3926