Künstliche Leber für Medikamententest

 

Die Leber ist eines der wichtigsten Stoffwechselorgane des Menschen. Fraunhofer-Forscherinnen entwickelten ein Lebermodell, das außerhalb des Körpers funktionsfähig und geeignet zum Testen von Medikamenten ist.

 

Dr. Johanna Schanz und Prof. Heike Mertsching (v.l.n.r.). © Fraunhofer/Dirk MahlerMünchen (23. Juni 2009) – Heuschnupfen, Kopfschmerzen oder eine Erkältung – kurz ist der Weg in die nächste Apotheke. Die Entwicklung der Medikamente kann hingegen acht bis zehn Jahre dauern. Ein bislang wesentlicher Schritt sind Tierversuche – die immer wieder ethische Probleme aufwerfen. "Unsere künstlichen Organsysteme zielen darauf ab, eine Alternative für Tierversuche zu bieten", sagt Prof. Heike Mertsching vom Fraunhofer-Institut für Grenzflächen und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart. "Zumal der Stoffwechsel von Mensch und Tier unterschiedlich ist. 30 Prozent aller Nebenwirkungen treten erst in klinischen Studien zutage." Das Testsystem, das Prof. Mertsching gemeinsam mit Dr. Johanna Schanz entwickelt hat, soll Pharmafirmen zukünftig höhere Sicherheit bieten und den Weg zum neuen Medikament verkürzen. Für ihre Leistung erhalten die beiden Forscherinnen den Preis "Technik für den Menschen".

 

"Das Besondere an unserem Lebermodell ist ein funktionsfähiges System von Blutgefäßen", sagt Dr. Schanz. "Damit schaffen wir den Zellen eine natürliche Umgebung." In herkömmlichen Modellen fehlt das, die Zellen werden schnell inaktiv. "Dafür bauen wir keine künstlichen Adern, sondern nutzen vorhandene – aus einem Stück Schweinedarm." Alle Zellen vom Schwein werden entfernt, aber die Blutgefäße bleiben erhalten. Dann werden menschliche Zellen angesiedelt: Hepatozyten, die wie im Körper für den Um- und Abbau der Medikamente zuständig sind, und Endothelzellen, sie dienen als Barriere zwischen Blut und Gewebezellen. Um Blut und Kreislauf zu simulieren, stecken die Forscherinnen das Modell in einen eigens entwickelten, computergesteuerten Bioreaktor mit Schlauchpumpen. So kann die Nährlösung zu- und abgeleitet werden, wie bei Menschen über Vene und Arterie. "Bis zu drei Wochen waren die Zellen aktiv", so Dr. Schanz. "Diese Zeit war ausreichend, um die Funktionen zu analysieren und auszuwerten. Eine längere Aktivität ist aber möglich." Die Forscherinnen stellten fest: Die Zellen arbeiten ähnlich wie im Körper. Sie entgiften, bauen Medikamente ab und Proteine auf. Wichtige Voraussetzungen für Medikamententests oder Transplantate. Denn beim Um- oder Abbau kann sich die Wirkung eines Stoffs verändern – manche Medikamente werden erst in der Leber in ihre therapeutisch aktive Form umgewandelt, bei anderen können giftige Stoffe entstehen.

Die grundlegenden Möglichkeiten der Gewebemodelle – Leber, Haut, Darm oder Luftröhre – konnten die Forscherinnen nachweisen. Derzeit erfolgt die Prüfung des Testsystems. In zwei Jahren könnte es damit eine sichere Alternative zum Tierversuch geben.

 

 

Abb. oben: Dr. Johanna Schanz und Prof. Heike Mertsching (v.l.n.r.). © Fraunhofer/Dirk Mahler

 


 

Quelle: Presseinformation der Fraunhofer-Gesellschaft vom 23.06.2009.

MEDICAL NEWS

Using face masks in the community: first update – Effectiveness…
Difficulties to care for ICU patients caused by COVID-19
Virtual post-sepsis recovery program may also help recovering COVID-19 patients
‘Sleep hygiene’ should be integrated into epilepsy diagnosis and management
Case Western Reserve-led team finds that people with dementia at…

SCHMERZ PAINCARE

Projekt PAIN2020: Wir nehmen Schmerzen frühzeitig ernst. Jetzt für alle…
Wechselwirkung zwischen psychischen Störungen und Schmerzerkrankungen besser verstehen
Wie ein Schmerz den anderen unterdrückt
Opioidtherapien im palliativen Praxisalltag: Retardierte Analgetika zeigen Vorteile
Krankenhäuser und Praxen müssen sich bei der Schmerztherapie nach Operationen…

DIABETES

Kinder und Jugendliche mit Typ-1-Diabetes gehören nicht zur Risikogruppe und…
Neue Studie will Entstehung von Typ-1-Diabetes bei Kindern verhindern
Toujeo®: Ein Beitrag zu mehr Sicherheit für Menschen mit Typ-1-Diabetes
Diabetes: Neue Entdeckung könnte die Behandlung künftig verändern
Für Menschen mit Typ-2-Diabetes: Fixkombination aus Basalinsulin und GLP-1-Analogon

ERNÄHRUNG

Regelmässiger Koffeinkonsum verändert Hirnstrukturen
Corona-Erkrankung: Fehl- und Mangelernährung sind unterschätze Risikofaktoren
Gesundheitliche Auswirkungen des Salzkonsums bleiben unklar: Weder der Nutzen noch…
Fast Food, Bio-Lebensmittel, Energydrinks: neue Daten zum Ernährungsverhalten in Deutschland
Neue Daten zur Ernährungssituation in deutschen Krankenhäusern und Pflegeheimen: Mangelernährung…

ONKOLOGIE

Konferenzbericht: Aktuelle Daten aus der Hämatologie vom ASH 2020
Anzeige: Aktuelle Daten zur Therapie des fortgeschrittenen Prostatakarzinoms
Aktuelle Daten zu Apalutamid und Abirateron in der Therapie des…
Forschende entwickeln neuen Ansatz, um Krebs der Bauchspeicheldrüse zu erkennen
Blasenkrebs: Wann eine Chemotherapie sinnvoll ist – Immunstatus erlaubt Abschätzung…

MULTIPLE SKLEROSE

Erste tierexperimentelle Daten zur mRNA-Impfung gegen Multiple Sklerose
Multiple Sklerose: Immuntherapie erhöht nicht das Risiko für schweren COVID-19-Verlauf
Empfehlung zur Corona-Impfung bei Multipler Sklerose (MS)
Fallstudie: Beeinflusst SARS-CoV-2 Infektion die Multiple Sklerose?
Multiple Sklerose: Novartis’ Siponimod verzögert Krankheitsprogression und Hirnatrophie bei aktiver…

PARKINSON

Neuer Bewegungsratgeber unterstützt Menschen mit M. Parkinson durch Yoga
Neue Studie zur tiefen Hirnstimulation bei Parkinson-Erkrankung als Meilenstein der…
Putzfimmel im Gehirn
Parkinson-Patienten in der Coronakrise: Versorgungssituation und ein neuer Ratgeber
Neuer Test: Frühzeitige Differenzialdiagose der Parkinson-Erkrankung