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20:13 27.04.2018
Der kanadische Wissenschaftler Andrew Pelling arbeitet daran, aus Obst und Gemüse Ersatz für menschliche Organe zu züchten. Quelle: RND-Montage | Grafiken: iStock
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Ottawa

Wer zum ersten Mal von Andrew Pellings Experimenten hört, der glaubt oft, es handele sich um einen Scherz: Der kanadische Wissenschaftler arbeitet daran, aus Obst und Gemüse Ersatz für menschliche Organe zu züchten. Doch tatsächlich ist Pellings Forschung genauso real wie vielversprechend. So ist es ihm bereits gelungen, Ohrmuscheln aus Apfelscheiben herzustellen. In Versuchen ließen sich Mäusen solche Ohren problemlos implantieren.

Pelling ist Biophysiker und Professor an der Universität Ottawa. Wegen seiner verrückten Experimente wird er von vielen auch als “Biohacker“ bezeichnet. Im von ihm eigens gegründeten Labor Pelling Lab verfolgt der Forscher viele Ansätze weiter, die anderen abwegig erscheinen – und ist damit immer wieder erfolgreich. Sein Motto: Nichts ist unmöglich. In Amerika ist Pelling daher schon so etwas wie eine kleine Berühmtheit. “Wissenschaftler aus der ganzen Welt zieht es in mein Labor, weil wir unkonventionelle Ideen nicht nur zu schätzen wissen, sondern sie auch testen und umsetzen“, sagt Pelling.

Strukturgerüst aus Zellulose

Die Idee, einen Ersatz für Körperteile aus Obst zu entwickeln, stammte ursprünglich von einem seiner Studenten. Der hatte den Geistesblitz, als er einen Passanten in einen knackigen Apfel beißen sah. Könnte man das Obst nicht von seinen Pflanzenzellen befreien und sein Fasergerüst für die Herstellung von Bio-prothesen nutzen? Während andere Wissenschaftler vermutlich den Kopf über einen solchen Einfall geschüttelt hätten, wagte Pelling tatsächlich den Versuch.

Die ersten Ohren aus Apfelscheiben ließ er von seiner Frau anfertigen. Weil die als Geigenbauerin eigentlich Instrumente zuschnitzt, fiel es ihr leicht, ein naturgetreues Obstimitat anzufertigen. Damit die Äpfel zu echten menschlichen Ohren werden können, müssen sie danach im Labor weiter aufbereitet werden. Ein wichtiger Schritt ist dabei die Dezellularisierung: Durch das Einlegen in starke Lauge werden die pflanzlichen Zellen des Apfels zerstört. Das ist wichtig, weil Pflanzenzellen bei der Verpflanzung in den menschlichen Körper starke Abstoßungsreaktionen hervorrufen könnten. Genau das ist auch das Problem bei der Transplantation menschlicher oder tierischer Spenderorgane.

Doch nach der Behandlung der Apfelscheiben mit Lauge bleibt nur ein Strukturgerüst aus totem Material zurück, der Zellulose. Dabei behält das Apfelohr weiterhin seine Form, ist aber nicht mehr knackig, sondern weich und biegsam. Anschließend werden menschliche Hautzellen darauf verpflanzt, die sich vermehren. Erst dadurch entsteht ein fleischiges Ohr, durch das nach einer Transplantation Gefäße sprießen können – sodass es zum Teil des Körpers wird.

Deutlich billiger als tierisches Material

Es könnte Menschen unter die Haut verpflanzt werden, denen von Geburt an, oder nach einer Verletzung, die Ohrmuschel fehlt. Dabei wäre es mehr als ein kosmetischer Ersatz: Weil die Ohrmuschel wichtig ist, um den Schall einzufangen, würde sie auch das Hörvermögen verbessern.

Bei Mäusen sei es ihm geglückt, die Apfelohren einzusetzen, sagt Pelling. Dabei sei es in keinem Fall zu Abstoßungsreaktionen gekommen. Gelingt der Einsatz beim Menschen gleichermaßen, wäre das ein deutlicher Vorteil gegenüber der Transplantation von tierischem oder menschlichem Spendergewebe.

In einem Vortrag auf der Innovationskonferenz TED pries Pelling weitere Pluspunkte seiner Methode. Sie sei deutlich billiger als die Arbeit mit tierischem Material: “Ein Apfel kostet schließlich nur wenige Cent!“ Es müssen keine Tiere für die Gewinnung von Gewebe sterben. Und man ist auch nicht auf menschliche Organspenden angewiesen. Das Experimentieren mit Tieren, menschlichen Organ- oder Gewebespenden ist zudem nicht nur aufwendig und teuer, es kann auch in vielen Fällen ethisch fragwürdig sein. Obst und Gemüse hingegen lassen sich nahezu in beliebiger Menge anzüchten. Als Ohrersatz sei allerdings nicht jeder Apfel geeignet, sagt Pelling. Er setzt auf die Sorte McIntosh, die besonders widerstandsfähig gegen Fäulnisbakterien sein soll.

Nervengewebe aus Spargel

Auf der TED-Konferenz berichtete Pelling auch, wie ihm der Einfall zu seinem nächsten Projekt kam. “Ich war in meiner Küche und mir fiel auf, dass Spargel wie von feinen Gefäßen durchzogen zu sein scheint. Die Struktur erinnerte mich an zwei Dinge: unsere Blutgefäße und den Aufbau und die Struktur unseres Nervengewebes und Rückenmarks.“ Mit dem Verfahren der Dezellularisierung könnte auch das Spargelgerüst nutzbar gemacht werden. Gelingt es, darauf Nervengewebe zu züchten, dann könnte man damit eines Tages zertrennte Nerven neu miteinander verbinden und Lähmungen heilen. Würde ein Ersatz für zerstörtes Nervengewebe gefunden, man könnte Millionen Kranke heilen.

Pellings Ergebnisse hierzu sind noch nicht anwendungsreif. Doch für ihn zählt weiterhin der Versuch, verrückte Ideen wenigstens auszuprobieren – auch in einem so bedeutsamen Forschungsfeld. Auf seinen ungewöhnlichen Ansatz ist er dabei durchaus stolz: “Wir sind vielleicht nicht die Einzigen, die daran arbeiten. Aber die Einzigen, die dafür Spargel benutzen“, sagt Pelling.

Dinge auszuprobieren, die auch furchtbar schiefgehen können und von anderen belächelt werden, ist das, was ihn antreibt. Dabei verliere er nie den spielerischen Ansatz: “Das Spiel ist ein wesentlicher Bestandteil meiner wissenschaftlichen Arbeit. Nur so gelingt es mir, unkonventionell und kreativ zu sein.“

Von Irene Habich

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