Forscher bauen Organ auf einem Chip nach

Forscher am Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering an der Harvard University haben eine neuartige künstliche Lunge entwickelt, mit der sich lebensbedrohliche Krankheiten simulieren lassen. Das System steckt in einem einzelnen Chip, der sogar mehr Möglichkeiten bieten soll als Tierversuche, berichtet Technology Review in seiner Online-Ausgabe.

Das Verfahren wurde im Rahmen einer neuen Studie demonstriert, die erstmals aussagekräftig zeigte, dass sich solche Chips nutzen lassen, um Medikamentenkandidaten zu testen. Am Wyss Institute sind ebenfalls Testkits zur Simulation von Magen, Herz und Niere in Arbeit.

Der Lungen-Chip besteht aus einem durchsichtigen und flexiblen Polymerblock, der ungefähr so groß ist wie ein Daumen. Er wird von zwei kleinen Kanälen perforiert, die durch eine dünne Membran voneinander getrennt sind. Luft fließt durch einen der beiden Kanäle, der mit menschlichen Lungenzellen ausgekleidet ist. Eine nährstoffreiche Flüssigkeit, die als Blutersatzstoff arbeitet, fließt durch den anderen Kanal, dessen Wand mit Blutgefäßzellen besetzt ist. Um den Atemvorgang zu simulieren, wird ein Vakuum angelegt, das die Kanäle so bewegt, wie sich menschliches Lungengewebe mit jedem Atemzug erweitern und zusammenziehen würde.

Die Studie, die von Dongeun Huh geleitet wurde, konzentrierte sich auf die Untersuchung von Lungenödemen, einer Krankheit, bei sich die Lunge langsam mit Flüssigkeit und Blutgerinnseln füllt. Es kann durch Herzprobleme sowie durch Nebenwirkungen häufig verwendeter Krebsmedikamente ausgelöst werden. Letzteren Fall wollten die Forscher simulieren. Dazu injizierten sie den Wirkstoff zunächst in den Blutgefäß-ähnlichen Kanal. Sie stellten fest, dass Flüssigkeit und Blutplasmaproteine durch die Membran in den Luftkanal übertraten, ähnlich wie dies im echten Organ der Fall wäre.

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(bsc)