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Grundlagenforschung von Nierenerkrankungen mit humanen „Nephrobricks“

29.06.2021

Nach Operationen oder auch nach einer schweren COVID-19-Erkrankung können manche Patienten ein akutes Nierenversagen entwickeln. Während manche Patienten sich wieder erholen, entwickelt ungefähr die andere Hälfte der Patienten eine chronische Niereninsuffizienz – warum die einen sich erholen und andere nicht, konnte bisher nicht erklärt werden. „Tiermodelle“ spiegeln diese Fälle nicht wieder, sodass der Krankheitsverlauf nicht dargestellt werden kann.

Eine Forschergruppe am Berlin Institute of Health (BIH) Centrum für Regenerative Therapien konzentriert sich daher auf Modellsysteme, die die Situation des Menschen modellieren: Aus Stammzellen, deren Grundlage Haut- oder Blutzellen von freiwilligen Spendern sind, züchten die Forscher Nieren im Miniatur-Format, sogenannte Organoide. Diese bilden die verschiedenen Zelltypen, die in der Niere vorkommen, von selbst aus. Von einem Blutgefäßsystem sind diese Mini-Nieren noch nicht durchzogen, daran wird weiter geforscht – eine geschickte Kombination aus Organoiden und 3D-Bioprints optimiert aber den aktuellen Stand. Im 3D-Druckverfahren werden einzelne Funktionseinheiten der Niere ausgedruckt und mit einem mikrofluidischen Chip kombiniert, der den Blutdurchfluss nachahmt. „Mit den Nierenkompartments aus dem 3D-Drucker und der Perfusionseinheit können wir die Funktion der Niere, das Blut zu filtern, schon recht gut modellieren“, so Laborleiter Andreas Kurtz (1). Somit eignet sich dieses humane Modell für die Grundlagenforschung, in der die zugrundeliegenden biologischen Prinzipien verschiedener Nierenerkrankungen erforscht werden können. Auch Therapien und potenzielle neue Medikamente können in diesem System getestet und erforscht werden, vollkommen ohne Tierversuche und damit deutlich schneller und verlässlicher. Kürzlich bekamen die Forscher für ihre als „Nephrobricks“ bezeichnete Niereneinheiten den Charité Poster Award verliehen (2). Das visionäre Projekt ist vielversprechend und schließt eine wichtige Lücke vor allem bei der Erforschung von Nierenerkrankungen, die bisher nicht modelliert werden konnten. Auch für die personalisierte Medizin und Therapie bietet es eine große Chance.

Dipl.-Biol. Julia Radzwill

Quellen

  1. Charité 3R. Mit Bioprints vom Regenerationspotenzial der Natur lernen. 31.07.2020
  2. Charité 3R. Charité 3R verleiht Poster Award in drei Kategorien. 02.03.2021