Wissenschaftler züchten Mini-Organe im Labor

Pharmazeutin Huyen Phan im Labor für die Organoid-Züchtung (Foto: sydney.edu.au)

Sydney (pte002/28.04.2023/06:05) - Mit menschlichem Lungengewebe, das im Labor gezüchtet worden ist, könnten Tierversuche beim Test von Medikamenten überflüssig werden. Zudem könnte die Mini-Lunge die Entwicklung neuer Wirkstoffe gegen Erkrankungen des Organs ermöglichen. Gezüchtet wurde es von einem Team aus Australien, China und Südkorea unter der Leitung von Wojciech Chrzanowski und Huyen Phan von der University of Sydney ( https://www.sydney.edu.au ).

"Rohstoff" menschliche Zellen

Im Labor hergestellte Lungen, bekannt als Organoide oder Mini-Organe, sind 3D-Strukturen, die aus menschlichen Primärzellen gezüchtet werden und echte Organe im Körper widerspiegeln. Sie dienen als Testfeld für die biomedizinische Forschung. "Wir nehmen Zellen direkt von Patienten, vermehren sie und bauen das Organoid schichtweise auf. Zuerst haben wir Epithelzellen, dann Fibroblasten und letztlich ein Mini-Organ, das der menschlichen Lunge sehr ähnlich ist", so Chrzanowski.

Ähnliche Modelle werden bereits vom Pharmakonzern AstraZeneca ( https://www.astrazeneca.com ) und der Food and Drug Administration ( https://www.fda.gov ) (FDA) genutzt. Doch die Forscher in Australien nehmen für sich in Anspruch, bessere Organoide zu züchten. "Beim traditionellen Verfahren gibt man Zellen in eine Petrischale und kultiviert sie unter statischen Bedingungen, was weit von dem entfernt ist, was in einem menschlichen Körper passiert. Wir züchten sie unter Umgebungsbedingungen, die denen im Körper ähneln", so Phan.

Medikamentenentwicklung 2.0

"Unsere Organoide beschleunigen den Entwicklungsprozess bei Medikamenten, verkürzen den Weg in die Klinik, erhöhen aber auch unser Vertrauen in die Wirkstoffe, die wir herstellen, bevor wir in klinische Studien gehen. Die normale Zeitspanne für die klinische Umsetzung eines Medikaments beträgt zehn bis 15 Jahre, aber mit der Verwendung von Organoiden können Sie diese Zeit erheblich verkürzen", weiß Chrzanowski.

Der Einsatz der Lungenmodelle ist nicht auf die Arzneimittelforschung beschränkt. Sie lassen sich auch auf einzelne Patienten zuschneiden und verwenden, um eine Reihe von Reaktionen in der Lunge zu testen. "Diese Mini-Lungen-Organoid-Modelle können auch verwendet werden, um die Toxizität zu testen. Zum Beispiel von Quarzstaub oder Luftschadstoffen wie Partikeln, die bei Buschbränden entstehen. Da wir Zellen von einzelnen Patienten entnehmen, können wir patientenspezifische Modelle erstellen, um die Wirksamkeit von Medikamenten an ihnen zu testen", schließt Chrzanowski.

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