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Im Weltall menschliche Organe züchten? – Uni Zürich und Airbus experimentieren auf der ISS

Werden bald menschliche Organe in der Schwerelosigkeit wachsen? Ein gemeinsames Projekt von Airbus und der Universität Zürich erforscht auf der Internationalen Raumstation die Entwicklung von Gewebe aus menschlichen Stammzellen. Insbesondere die Pharmaindustrie zeigt sich sehr interessiert.
Im Weltall menschliche Organe züchten? – Uni Zürich und Airbus experimentieren auf der ISSQuelle: AP © NASA

Die Universität Zürich und Airbus, der westeuropäische Luft- und Raumfahrtkonzern sowie (nach BAE Systems) zweitgrößte Rüstungskonzern, erweitern ihre Experimente zum Wachstum von organähnlichem Gewebe unter Bedingungen der Schwerelosigkeit. Mit dem nächsten Versorgungsflug zur Internationalen Raumstation ISS, der für Samstag geplant ist, werden Stammzellen von zwei Frauen und zwei Männern unterschiedlichen Alters ins All geschickt. Diese sollen bis Anfang Oktober auf der ISS verbleiben.

Mit der Anzucht von organähnlichen Geweben daraus in der Schwerelosigkeit, sogenannten Organoiden, soll die Entwicklung von Medikamenten und vor allem auch die Herstellung von Organersatz vorangetrieben werden. Die Universität Zürich spricht in einer Pressemitteilung davon, dass mit diesem Schritt "der Weltraum zu einer Werkstätte werden" könne, "um menschliche Mini-Gewebe für den irdischen Einsatz in Forschung und Medizin herzustellen".

Die Experimente sind Teil des "3D-Organoids in Space"-Projekts von Oliver Ullrich und Cora Thiel von der Universität Zürich. Ullrich ist Professor für Anatomie, Thiel ist Biologin. Bereits im März 2020 wurde dazu eine erste Testreihe auf der ISS durchgeführt. Nach Darstellung der Forscher ist dieses Experiment erfolgreich verlaufen: Aus den menschlichen Stammzellen hatten sich innerhalb eines Monats organähnliche Leber-, Knochen- und Knorpel-Strukturen entwickelt. Kontrollproben auf der Erde, also unter normalen Schwerkraftbedingungen, zeigte keine oder nur eine minimale Zelldifferenzierung.

Oliver Ullrich hebt deshalb den Aspekt der Raumfahrt dabei hervor:

"Wir zeigen als erste, dass der Weg zur Produktion im All machbar ist, nicht in der Theorie, sondern in der Praxis."

Cora Thiel erläutert:

"Auf der Erde lassen sich wegen der Schwerkraft ohne Stützskelette keine dreidimensionalen Organoide produzieren."

Insbesondere bei Pharmakonzernen stoßen die 3D-Organoide auf Interesse. Über diese Zellstrukturen könnten zum Beispiel toxikologische Untersuchungen ohne den Umweg über das Gewebe von sogenannten Tiermodellen direkt am menschlichen Gewebe durchgeführt werden. Zudem könnte auf diese Weise eines Tages vielleicht der Engpass an Spenderorganen überwunden werden. Aus Stammzellen von Patienten gezüchtete Organoide sollen laut der Universität Zürich in fernerer Zukunft teilweise für den Gewebeersatz zur Therapie geschädigter Organe eingesetzt werden.

Die nun anlaufende nächste Phase des Experiments zielt vor allem auf Fragen der Herstellungstechnik und der Qualitätskontrolle. Es solle untersucht werden, wie gut die Züchtungsmethode funktioniert, wenn Zellen unterschiedlicher biologischer Variabilität eingesetzt werden. Ullrich betont:

"Im Hinblick auf die anvisierte Kommerzialisierung müssen wir jetzt herausfinden, wie lange und in welcher Qualität wir die im All gezüchteten Organoide nach der Rückkehr zur Erde in Kultur halten können."

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