Mini-Herz aus dem 3D-Drucker

Israelische Forscher haben mit einem 3D-Drucker ein Mini-Herz aus menschlichem Gewebe geschaffen. Der Prototyp, dessen Zellen sich allerdings noch nicht synchron zusammenziehen können, hat die Grösse eines Hasenherzens.

Das Herz bestehe aus Gewebe und Blutgefässen und verfüge über Kammern, sagte Studienleiter Tal Dvir von der Universität Tel Aviv. Es sei vergleichbar mit dem Herz eines menschlichen Fötus. Die Forscher stellen ihre Entwicklung im Fachblatt «Advanced Science» vor.

«Wir entnehmen per Biopsie Fettgewebe eines Patienten», erläuterte der Biotechnologe Dvir den Prozess. Dann würden zelluläre und nicht-zelluläre Bestandteile getrennt. «Die Fettzellen werden zu Stammzellen umprogrammiert, diese differenzieren sich wiederum in Herzzellen, Endothelzellen und andere.»

Das extrazelluläre Material wie etwa Strukturproteine wurde demnach zu Hydrogelen verarbeitet, die dann mit den verschiedenen Zelltypen vermischt wurden. Aus diesen «Bio-Tinten» erzeugte der 3D-Drucker dann das Mini-Herz.

«Das Herz ist komplett kompatibel mit dem Patienten, weil es aus seinem eigenen Gewebe geschaffen ist, und wird deshalb keine Immun-Gegenreaktion auslösen», sagte Dvir. «Es ist das erste Mal, dass ein ganzes Herz mit Zellgewebe und Blutgefässen gedruckt wurde.» In ähnlichen Versuchen seien bisher nur synthetische Stoffe oder anderes natürliches Gewebe verwendet worden.

Nun wollen die Forscher den Prototypen in einem speziellen Bioreaktor reifen lassen. Binnen eines Jahres sollen solche Herzen in Tierversuchen getestet werden, bei Hasen oder Ratten. Bis zu einem möglichen klinischen Einsatz beim Menschen dauere es noch viele Jahre, sagte Dvir.

«Wir hoffen, das wir innerhalb von zehn Jahren 3D-Drucker in Spitälern haben, die verschiedene Arten von Gewebe drucken können.» Auf dem Weg dorthin gebe es noch viele Herausforderungen. Deshalb könne er nicht voraussagen, wann das erste gedruckte Herz bei einem Menschen implantiert werde. «Wir können nur hoffen, dass es in etwa zehn Jahren soweit sein wird.»

Herzkrankheiten seien die führende Todesursache in Industrieländern, schreiben die Forscher in «Advanced Science». Derzeit sei eine Herztransplantation die einzige Therapie für Patienten mit Herzinsuffizienz im Endstadium. Angesichts des Mangels an Spenderherzen bestehe die dringende Notwendigkeit, neue Behandlungsansätze für solche Patienten zu entwickeln, betonen die Forscher.