Wichtiger Durchbruch: Wissenschaftlern gelingt es, den ersten Mensch/Schwein Hybrid-Embryo zu schaffen

Dies könnte den Weg für Ärzte ebnen, menschliche Organe in Tieren wachsen zu lassen und damit die Wartezeiten für Organtransplantationen verkürzen zu können.

Mit einem außergewöhnlichen “Kunststück” haben Wissenschaftler den ersten lebensfähigen teils-Mensch / teils-Schwein Hybrid-Embryo in einer bahnbrechenden Studie geschaffen, die den Weg für Ärzte ebnen könnte, menschliche Organe in Tieren wachsen zu lassen und damit die Wartezeiten für Organtransplantationen verkürzen zu können.

Mit Gen-Bearbeitungstechniken, die unter der Bezeichnung CRISPR/Cas9 bekannt sind, hat ein internationales Team von Forschern unter Führung des kalifornischen Salk Instituts für Biologische Studien geschaffen, was wissenschaftlich als Chimäre bezeichnet wird – ein Organismus, der Zellen von zwei oder mehr verschiedenen Arten umfasst. Die Erschaffung dieser Zwischenart-Chimäre ist als wichtiger erster Schritt zur Erzeugung von menschlichen Organen wie Herz, Leber, Nieren und anderen für Patienten in Not gefeiert worden. Professor Juan Carlos Izpisua Belmonte vom Genexpressions-Labor des Salk Instituts und leitender Prüfarzt der Studie, kommentierte:

“Unsere Ergebnisse geben Hoffnung auf Förderung der Wissenschaft und Medizin durch diese neue Möglichkeit, Embryo-Entwicklung und Organbildung im Frühstadium zu untersuchen, sowie mögliche Wege zu neuen medizinischen Therapien zu finden. Wir haben gezeigt, dass eine zielgenaue Technik es ermöglichen kann, dass ein Organismus einer Spezies ein spezifisches Organ erzeugen kann, das aus Zellen einer anderen Spezies zusammengesetzt ist. Das gibt uns ein wichtiges Instrument für das Studium von Arten-Evolution, Biologie und Krankheiten, und es kann letztlich dazu führen, dass Organe für die Transplantation ‘gezüchten’ werden können.”

Laut einer in der Zeitschrift Cell veröffentlichten Studie gelang es Wissenschaftlern, Bauchspeicheldrüse, Herz und Augen einer Ratte in einer Maus im Entwicklungsstadium erfolgreich heranwachsen zu lassen, was den Wirksamkeitsnachweis dafür erbracht hat, dass funktionsfähige Organe von einer Spezies in einer anderen großen, weitläufig verwandten Arten gezüchtet werden können. Es gelang Ihnen auch, menschliche Zellen und Gewebe in Schweine- und Rinderembryonen im Frühstadium zu erzeugen, was nach Meinung der Experten eines Tages genutzt werden könnte, um transplantationsfähige menschliche Organe in Nutztieren wachsen zu lassen.

“Neben Einblicken in die Evolution von Arten, Embryonalentwicklung und menschlichen Krankheiten könnte die Ergänzung von Blastozysten zwischen der Arten es auch ermöglichen, menschliche Organe in Tieren enstehen zu lassen, deren Organgröße, Anatomie und Physiologie derjenigen des Menschen nahekommen. Letztlich eröffnen diese Beobachtungen auch die Möglichkeit, transplantierbare menschliche Gewebe und Organe außerhalb des Organismus zu erzeugen und somit dazu beizutragen, dass der weltweite Mangel an Organspenden bewältigt wird.”

Die Forscher hatten vier Jahre und 1.500 Schweineembryonen gebraucht, sowie die Stammzellen von 40 Menschen, um zu zeigen, dass es möglich ist, menschliches Gewebe innerhalb eines Schweins wachsen zu lassen. Nachdem die Tests sich als erfolgreich erwiesen hatten, nahm das Team einen Teil der Maus-DNA genetisch heraus, in der Hoffnung, dass die Ratten-DNA die Lücken füllen würde.

Wie erwartet, fügten die Rattenzellen sich in die Lücken ein. Das Team schuf sodann eine Mensch/Schwein-Mischform, indem sie menschliche Zellen in Schweineembryonen einbrachten. Die menschlichen Zellen überlebten und bildeten mehr als 2.000 Mensch/Schwein-Hybride, die auf Ersatz-Sauen übertragen wurden und sich über 28 Tage (das erste Drittel der Schwangerschaftsdauer eines Schweins) entwickeln konnten, bevor sie entfernt wurden. Mehr als 150 der Embryonen, die sich zu Chimären entwickelt hatten, waren überwiegend Schwein. Die Erfolgsquote und das Niveau an menschlichen Stammzellen-Anteilen war bei Schweinen jedoch viel geringer (etwa eine von 10.000 Zellen) als bei den Ratte/Maus-Chimären. Obwohl das Experiment mit menschlichen Stammzellen nach vier Wochen unterbrochen wurde, ist es der erste bekannt gewordene Fall, in dem menschliche Stammzellen begannen, in einer anderen Spezies zu wachsen. In den Lücken bildeten sich innerhalb einer Maus Herz, Augen und Bauchspeicheldrüse einer Ratte.

Insoo Hyun, Außerordentlicher Professor für Bioethik und Philosophie an der Case Western Reserve University, merkte an:

“Sie wollten nur sehen, ob die Zellen während der Schwangerschaft überleben würden, was diese auch taten und zu verschiedenen Stellen abwanderten, mit Ausnahme des Gehirns, was interessant ist. Der nächste Schritt wäre dann, zu versuchen, ob sie besser lokalisieren können, wo die menschlichen Zellen sich entwickeln und, im Idealfall, das Entstehen von Organen.”

The Guardian berichtete, die Wissenschaftler planten jetzt, menschliche Organe gezielt “auszubrüten”, die genetisch an einen bestimmten Patienten angepasst sind, für Transplantationen oder zum sichereren und effektiveren Testen neuer Medikamente.

Belmonte erklärte:

“Viele Tiere haben diese außergewöhnliche Fähigkeit, sich zu regenerieren.Die Menschen haben das nicht. Dieses Arbeitsfeld könnte eine Plattform für die menschlichen Zellen liefern, das ebenfalls zu tun. Unsere nächste Herausforderung ist es, die menschlichen Zellen dazu zu bringen, ein bestimmtes Organ in Schweinen zu bilden. Das ultimative Ziel ist es, funktionsfähige und transplantierbare Gewebe oder Organe enstehen zu lassen…

Das ist ein wichtiger erster Schritt. Obwohl der Durchbruch das Potenzial hat, den bestehenden Mangel an Spenderorganen für Transplantationen zu verringern, stößt die Idee, Mensch/Tier-Hybriden zu schaffen, durchaus auf ethischen Widerstand. Dr. David King, Direktor von Human Genetics Alert warnt:

“Ich finde diese Experimente beunruhigend. In der Mythologie waren Mensch/Tier-Chimären beängstigende Monster, aus gutem Grund. Ich kann mich nicht erinnern, dass diese Wissenschaftler etwa die Meinung eingeholt hätten, bevor sie mit solchen Experimenten begannen.”

Verweise:

• http://www.sciencealert.com/it-s-alive-the-first-human-pig-hybrid-has-been-created-in-the-lab
• https://phys.org/news/2017-01-highlight-chimeric-science-medicine.html
• http://news.nationalgeographic.com/2017/01/human-pig-hybrid-embryo-chimera-organs-health-science/
• http://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(16)31752-4
• https://www.wired.com/2017/01/first-human-pig-chimera-step-toward-custom-organs/
• http://edition.cnn.com/2017/01/26/health/human-pig-embryo/
• https://www.theguardian.com/science/2017/jan/26/first-human-pig-chimera-created-in-milestone-study
• http://www.huffingtonpost.ca/2017/01/26/human-pig-hybrid-embryo_n_14421964.html
• http://www.telegraph.co.uk/science/2017/01/26/human-pig-hybrids-created-scientists-breakthrough-organ-transplants/