Biotechnologen der Harvard University haben laut einem in der Zeitschrift Biomaterials veröffentlichten Artikel erfolgreich das weltweit erste künstliche bionische Glied einer Ratte geschaffen, indem sie ihre Muskeln, Blutgefäße und andere Komponenten aus Stammzellen wachsen ließen.
„Unsere Gliedmaßen enthalten Muskeln, Knochen, Knorpel, Blutgefäße, Bänder, Nerven und andere Dinge, von denen jedes sein eigenes‚ Skelett 'hat, das seine Form unterstützt. Wir haben gezeigt, dass wir sie in der Form und Position erhalten können, in der sie sich in Armen und Beinen befinden, sie unendlich lange in diesem Zustand halten und damit zumindest Gefäße und Muskeln nachwachsen lassen können “, sagte Harald Ott (Harald Ott) von der Harvard University (USA).
Ott und seine Kollegen arbeiten seit mehreren Jahren an künstlichen Versionen geschädigter Organe. Vor zwei Jahren haben sie eine geniale Technik entwickelt, mit der sie gesunde Kopien der Nieren züchten können, wobei das erkrankte Organ als "Gerüst" für das Stammzellwachstum verwendet wird.
Bei Ott wird das beschädigte Organ zunächst mit einer Kombination von Chemikalien behandelt, die Zellen zerstören und die sie umgebenden Verbindungsproteine verlassen. Dann wird diese "Schablone" durch die ehemaligen Arterien und Harnwege mit "Rohlingen" von Nieren- und Gefäßzellen gefüllt, die aus dem Rattenembryo extrahiert wurden. Künstliche Lunge, Herz, Leber und mehrere andere Organe wurden auf ähnliche Weise gezüchtet.
Mit dieser Technik bereitete Ott's Gruppe ein Rattenbeingerüst vor und versuchte, es als Vorlage für ein bionisches Glied zu verwenden. Die Wissenschaftler hatten sich nicht die ursprüngliche Aufgabe gestellt, das gesamte Bein wachsen zu lassen, und konzentrierten sich daher auf die beiden schwersten Teile der Extremität - die Muskeln und die Blutgefäße.
Durch Platzieren des "Skeletts" und einer Reihe von Stammzellen von Muskeln, Blutgefäßen und Bindegewebe in einem speziellen Bioreaktor erhielten die Wissenschaftler in wenigen Wochen ein vollwertiges Glied, mit Ausnahme der darin fehlenden Nerven.
Um die Leistung des Beins zu testen, schlossen die Wissenschaftler Elektroden an die Muskeln an, wodurch sich das Glied beim Anlegen von Strom zusammenzog. Die Finger, Gelenke und einzelnen Muskeln des künstlichen Beins bewegten sich erfolgreich und hatten laut den Autoren des Artikels eine vergleichbare Kraft im Vergleich zu den Gliedmaßen eines neugeborenen Nagetiers.
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Jetzt versuchen Wissenschaftler, einen künstlichen Primatenarm auf die gleiche Weise zu züchten, indem sie das amputierte Glied eines Pavians als "Rahmen" verwenden, und überlegen auch, wie das Problem mit der Keimung von Nervenenden in dem Glied gelöst werden kann.
Dieses Problem kann laut Ott allein gelöst werden.
„Bei klinikbasierten Extremitäten-Transplantationen wachsen die Nerven häufig vom Stumpf in das implantierte Bein oder den implantierten Arm, wodurch der Patient sie fühlen und bewegen kann. Wir haben festgestellt, dass dieser Genesungsprozess auch vom‚ Gerüst 'abhängt. Wir hoffen, dass wir diese Funktion des Körpers in Zukunft bei der Herstellung vollwertiger künstlicher Gliedmaßen nutzen können “, schließt der Wissenschaftler.
