Gerade erst gab es die deutsche Statistik zu den Organspenden für 2025 und es zeigte sich, dass es trotz einer Steigerung nicht reicht, den Bedarf zu decken. Viele Tausend Personen stehen auf den Wartelisten und die Gefahr, dass sie vor einer Transplantation versterben, ist groß. Gerade Leberversagen zählt zu den schwerwiegendsten und tödlichsten Erkrankungen und fordert jährlich Tausende von Menschenleben. Wie wäre es, wenn Organe einfach „gedruckt“ werden könnten, um den Bedarf zu decken. Ein alter Traum der Menschheit könnte wieder einen Schritt näher rücken. Denn ein ARPA-H-Projekt an der UC San Diego will den Lebertransplantationsmangel mit 3D-Biodruck beheben.
Sichere und skalierbare Alternative zur Transplantation?
Ein Forschungsprojekt der University of California San Diego (UC San Diego) mit einem Budget von bis zu 25,8 Millionen US-Dollar, finanziert von der Advanced Research Projects Agency for Health (ARPA-H), hat sich zum Ziel gesetzt, eine voll funktionsfähige, patientenspezifische, 3D-biogedruckte Leber zu entwickeln. Unter der Leitung von Shaochen Chen, 3D-Biodruckexperte und Professor am Aiiso Yufeng Li Family Department of Chemical and Nano Engineering der UC San Diego Jacobs School of Engineering, vereint das Projekt ein multidisziplinäres Team von Spezialisten der UC San Diego aus den Bereichen Ingenieurwesen, Leberbiologie, Leberbildgebung, Leberchirurgie und künstliche Intelligenz. Ziel ist es, maßgeschneiderte Lebern aus den eigenen Zellen eines Patienten herzustellen. Dieser Ansatz könnte eine sichere und skalierbare Alternative zur Transplantation bieten, die den Bedarf an Spenderorganen und lebenslanger Einnahme von Immunsuppressiva überflüssig macht.
Suche nach dem „heiligen Gral“
Wenn man an 3D-Druck denkt, stelle man sich oft Gadgets wie Handyhalterungen oder Spielzeug vor, nicht aber menschliche Organe, betont Chen. Doch der Bedarf an Organtransplantationen sei enorm, und der 3D-Biodruck sei in einzigartiger Weise geeignet, diese Herausforderung zu meistern, da er es ermöglichen könne, jedes Organ individuell auf den Patienten abzustimmen. Das oberste Ziel – quasi der heilige Gral – sei es, den Organmangel zu beheben, indem echte, lebende menschliche Organe gedruckt werden könnten, die Gesundheit und Lebensqualität wiederherstellen könnten. Seit zwei Jahrzehnten wird bereits daran geforscht. Gemeinsam hat das Team nun eine Technologie entwickelt, die in Sekundenschnelle statt Stunden hochauflösendes biologisches Gewebe mit komplexen, mehrzelligen Strukturen herstellen kann.
KI wird integriert
Chen und sein Team haben kürzlich künstliche Intelligenz (KI) in den Design- und Fertigungsprozess integriert, um die Entwicklung komplexer Gefäßnetzwerke zu unterstützen. Dies, so Chen, sei eine der zentralen Herausforderungen bei der Skalierung von kleinen Gewebeproben zu vollständigen, lebenden Organen. Mit dieser neuen Initiative soll das Ziel in Angriff genommen werden, eine transplantierbare menschliche Leber in Lebensgröße in 3D-Druck herzustellen. Bei Erfolg könne das Projekt eine bedarfsgerechte Quelle für funktionsfähiges Lebergewebe zur Transplantation bereitstellen und potenziell das Leben von mehr als 12.000 Patienten allein in den USA jährlich retten, die derzeit auf der Warteliste für eine Transplantation stehen, betont Chen. Es sei mit diesem Ansatz zudem möglich, die Gesundheitskosten deutlich zu senken und die Langzeitprognose für Patienten mit chronischen Lebererkrankungen zu verbessern.
Hintergrundinfo:
Das Forschungsteam kooperiert mit Allele Biotechnology (San Diego), einem Industriepartner mit Expertise in personalisierten Stammzellgenerierungstechnologien und Methoden zur effizienten Herstellung verschiedener Zelltypen, die für das Bioprinting von Lebern zur Transplantation benötigt werden.
Quelle: UCSan Diego
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