Jedes Jahr sterben weltweit über zwei Millionen Menschen an Lebererkrankungen. Bisher war es schwierig, solche Krankheiten im Labor zu untersuchen. Tierversuche bilden die menschliche Leber nur ungenau nach. Einfache Zellkulturen können die komplexen Abläufe im Organ nicht nachahmen. Ein Forschungsteam aus Dresden hat nun eine Lösung gefunden. Die Wissenschaftler haben ein dreidimensionales Modell der menschlichen Leber entwickelt, das aus echten Patientenzellen besteht.
Das Team um Meritxell Huch vom Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik in Dresden hat drei verschiedene Leberzelltypen kombiniert. Hepatozyten bilden den Hauptteil der Leber. Cholangiozyten kleiden die Gallengänge aus. Mesenchymale Leberzellen sind Bindegewebszellen. Diese drei Zellsorten organisieren sich in der Petrischale von selbst zu einer lebensechten Struktur.
Erstmals mit Gallengängen
Die Entwicklung war echte Teamarbeit. Beteiligt waren neben dem Max-Planck-Institut auch das Universitätsklinikum Dresden und das Universitätsklinikum Leipzig. Yohan Kim, einer der Hauptautoren, erklärt: „Als wir das Gewebe von den Patientinnen und Patienten erhielten, mussten wir zunächst die einzelnen Zelltypen trennen und sie in einer Petrischale vermehren, bevor wir sie wieder zusammenfügen konnten."
Doktorandin Sagarika Dawka entwickelte das Modell weiter. „Unsere Studie präsentiert das erste komplexe menschliche Lebermodell außerhalb des Körpers, das Gallengänge aufweist", sagt sie. Diese Gallengänge sind wichtig, denn wenn sie verstopfen, kommt es zu Leberschäden. Die Forscher haben bereits eine Biobank mit Zellen von 28 Patienten angelegt.
Neue Medikamente testen
Meritxell Huch leitet die Forschungsgruppe. „Mit unserem neuen Modell haben wir eine große Herausforderung gemeistert. Bislang war es nicht möglich, die mehrzellige Organisation des periportalen Lebergewebes und die zellulären Interaktionen außerhalb des lebenden Körpers zu rekonstruieren", sagt sie. Die Forscher können nun beobachten, wie verschiedene Zellen zusammenwirken und wie Krankheiten entstehen.
Mit den Lebermodellen lassen sich neue Medikamente auf ihre Wirksamkeit und Sicherheit testen. Das könnte Tierversuche reduzieren. Und weil die Modelle aus Zellen einzelner Patienten bestehen, sind personalisierte Behandlungen möglich. „Unsere neuartigen Lebermodelle haben das Potenzial, die Art und Weise, wie wir Lebererkrankungen untersuchen und behandeln, zu verändern", sagt Huch. Die Studie wurde in Nature veröffentlicht.
