Inhaltszusammenfassung:
Die kausalen Behandlungsmöglichkeiten einer Leberinsuffizienz sind aktuell aufgrund eines Mangels an Spenderorganen immer noch stark limitiert. Eine mögliche Lösung könnte das Tissue Engineering darstellen, wobei transplantierfähige Lebern ex vivo erzeugt und im Verlauf den Patienten transplantiert werden. Bei einem Großteil der bisher zu diesem Thema durchgeführten Arbeiten lag der Fokus insbesondere auf den technischen Faktoren der Azellularisierung und der Wiederbesiedlung. Im Gegensatz dazu liegt der Fokus dieser Arbeit auf der Funktionalität dieser wiederbesiedelten Lebermatrices in längerfristig perfundierter Kultur. Dabei wird gezeigt, wie sich Viabilität und Stoffwechselleistung der Hepatozyten über einen mehrere Tage umfassenden Kulturzeitraum ex vivo entwickeln, ob der Bioreaktor für eine längerfristige Kultivierung geeignet ist, über welche Parameter sich die Viabilität der Hepatozyten während der Kulturphase beurteilen lässt und ob die angewendeten Verfahren zur Wiederbesiedlung und Kultivierung in Hinblick auf das Fernziel Organtransplantation geeignet sind. Hierfür wurden Göttinger Minipiglebern mittels einer 1%-igen SDS-Lösung azellularisiert, in einen Bioreaktor eingebracht und über die Pfortader oder Vv. hepaticae mit primären Hepatozyten wiederbesiedelt. Über den gesamten Kulturzeitraum hinweg wurden Mediumproben entnommen, um die Stoffwechselaktivität zu beurteilen. Nach Versuchsende wurden histologische Schnitte angefertigt. In den Versuchen zeigten die Hepatozyten über einen Kulturzeitraum von bis zu 7 Tagen eine kontinuierliche Produktion von Harnstoff sowie Proteinen. Stabile GOT- sowie Laktatwerte im Perfusat deuteten auf suffiziente Kulturbedingungen hin. Beim Glucosestoffwechsel zeigte sich hingegen keine klare Tendenz. Eine Verstoffwechslung von Galactose wurde nicht beobachtet, eine Cytochromaktivität war nur geringfügig nachweisbar. In den histologischen Schnitten zeigten sich die Hepatozyten auch nach 92 Stunden Kulturdauer noch vital. In den Zellclustern kam es zur Ausbildung kanalikulärer Strukturen. Mittels Ki-67 Färbung konnte bei sämtlichen Versuchen jedoch keine Zellteilung nachgewiesen werden.
Die in dieser Arbeit erhobenen Daten zeigen, dass die Entwicklung einer Leber ex vivo mittels Tissue Engineering durch Kultivierung in einem geeigneten Bioreaktor möglich sein könnte. Die Hepatozyten führen auch ex vivo lebertypische Funktionen über mehrere Tage hinweg aus. Limitierend in dieser Arbeit ist die fehlende Teilungsfähigkeit der verwendeten primären Hepatozyten. Um eine ausreichend große Zellzahl für ein transplantationsfähiges Organ zu erreichen, besteht daher noch weiterer Optimierungsbedarf. Beispielsweise durch den Einsatz teilungsfähiger Stammzellen.
Diese Arbeit stellt einen weiteren Zwischenschritt auf dem Weg zur Transplantation einer biotechnologisch erzeugten Leber dar, wobei zum Erreichen dieses Ziels noch etliche weitere Schritte und Anpassungen notwendig sind.
