Patienten mit Nierenversagen benötigen eine regelmäßige Dialyse, eine invasive und potenziell riskante Behandlung.Doch jetzt haben Forscher der University of California, San Francisco (UCSF) erfolgreich einen Prototyp einer bioartifiziellen Niere demonstriert, die ohne Medikamente implantiert und betrieben werden kann.
Die Niere erfüllt viele wichtige Funktionen im Körper. Die wichtigste davon ist die Filterung von Giftstoffen und Abfallprodukten im Blut sowie die Regulierung des Blutdrucks, der Elektrolytkonzentration und anderer Körperflüssigkeiten.
Wenn diese Organe zu versagen beginnen, ist es daher sehr schwierig, diese Prozesse zu reproduzieren.Patienten beginnen in der Regel mit der Dialyse, diese ist jedoch zeitaufwändig und unangenehm.Eine langfristige Lösung ist eine Nierentransplantation, die eine höhere Lebensqualität wiederherstellen kann, jedoch mit der Notwendigkeit des Einsatzes von Immunsuppressiva einhergeht, um die gefährlichen Nebenwirkungen einer Abstoßung zu verhindern.
Für das UCSF-Nierenprojekt entwickelte das Team eine bioartifizielle Niere, die Patienten implantiert werden kann, um die Hauptfunktionen realer Dinge zu erfüllen, aber keine immunsuppressiven Medikamente oder Blutverdünner benötigt, die oft erforderlich sind.
Das Gerät besteht aus zwei Hauptteilen.Der Blutfilter besteht aus einer Silizium-Halbleitermembran, die Abfallstoffe aus dem Blut entfernen kann.Gleichzeitig enthält der Bioreaktor künstlich hergestellte Nierenröhrenzellen, die das Wasservolumen, den Elektrolythaushalt und andere Stoffwechselfunktionen regulieren können.Die Membran schützt diese Zellen auch vor Angriffen des Immunsystems des Patienten.
Bei früheren Tests war es möglich, dass jede dieser Komponenten unabhängig voneinander funktioniert. Dies ist jedoch das erste Mal, dass das Team sie auf die Zusammenarbeit in einem Gerät getestet hat.
Die bioartifizielle Niere ist mit den beiden Hauptarterien im Körper des Patienten verbunden – eine transportiert das gefilterte Blut in den Körper und die andere transportiert das gefilterte Blut zurück in den Körper – und mit der Blase, wo Abfallstoffe in Form von Urin abgelagert werden.
Das Team hat nun ein Proof-of-Concept-Experiment durchgeführt und gezeigt, dass die bioartifizielle Niere nur unter Blutdruck funktioniert und weder eine Pumpe noch eine externe Stromquelle benötigt.Die Nierentubuluszellen überleben und funktionieren während des gesamten Tests weiter.
Dank ihrer Bemühungen haben Forscher der University of California in San Francisco nun als einer der Gewinner der ersten Phase des Preises für künstliche Nieren einen KidneyX-Preis in Höhe von 650.000 US-Dollar erhalten.
Shuvo Roy, der leitende Forscher des Projekts, sagte: „Unser Team hat eine künstliche Niere entwickelt, die die Kultivierung menschlicher Nierenzellen nachhaltig unterstützen kann, ohne eine Immunantwort auszulösen.“Mit der Machbarkeit der Reaktorkombination können wir uns auf die Modernisierung der Technologie für strengere präklinische Tests und schließlich klinische Studien konzentrieren.“