Därme, Leber, Gehirn und Nieren auf dem Chip

Forscher verbinden Miniorgane auf Chips, um den Menschen auf einem Testsystem abzubilden. Ihr Ziel: bessere Medikamente und personalisierte Therapie.

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Von Linda Griffith und ihrem Team am MIT entwickelter Multi-Organ-Chip.

(Bild: Felice Frankel/MIT)

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Es ist ein bisschen so, als würde man Tonnen von Geld verbrennen. Trotz umfangreicher vorklinischer Tests und Kosten in Milliardenhöhe floppen letztlich 90 Prozent der Medikamente in klinischen Studien, wenn sie das erste Mal Menschen verabreicht werden. Bislang ist es Standard, potenzielle Wirkstoffe zunächst an einfachen Zellkulturen von Tieren und Menschen in der Petrischale zu testen.

Diese Zellkulturen allerdings können die Mikroumgebung von lebenden Geweben im Körper und das Zusammenspiel der einzelnen Organe nicht abbilden. Auch Tierversuche sind zwar derzeit in vorklinischen Medikamententests unverzichtbar, aber aufgrund der biologischen Unterschiede zwischen Mensch und Maus nur bedingt aussagekräftig. Nur etwa 30 Prozent der Ergebnisse aus Tierversuchen lassen sich am Patienten wiederholen. Außerdem steht die Wissenschaft mit ihren Tierversuchen immer wieder am Pranger von Tierschützern.

Abhilfe sollen Versuche schaffen, den Menschen auf kleinen Chips abzubilden. Bei diesen Organs-on-a-Chip werden menschliche Gewebe und Organe miniaturisiert und dann miteinander kombiniert, um die wesentlichen Stoffwechselprozesse eines ganzen Organsystems in einem Chip simulieren zu können. Kanäle so dünn wie Stecknadeln durchziehen die durchsichtigen Plastikteile. Durch sie fließt ein Nährmedium für die Organkulturen, das den Blutfluss simuliert. Die Kanäle verbinden Hohlräume, in denen sich etwa Kulturen von Herz- oder Leberzellen befinden – Spendermaterial von Menschen oder Stammzellen, die aus Körperzellen gezüchtet wurden.

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