Kann aus den eigenen Zellen ein funktionierendes, schlagendes Herz gedruckt werden? Nein – bislang nicht. Der Corriere della Sera porträtiert den Biomedical-Ingenieur Luca Rosalia (30) aus Catania, der im Skylar-Scott Lab an der Stanford University unter Professor Mark Skylar-Scott an genau diesem Projekt arbeitet. Das Labor zählt laut dem Bericht zu den ersten weltweit, die ein Herz in Menschengröße herstellen wollen.
\nHintergrund ist eine doppelte Engpasslage bei Transplantationen. Die erste Herztransplantation führte Christiaan Barnard 1967 in Kapstadt durch; sein Patient lebte 18 Tage mit dem Herzen eines anderen. Rosalia nennt im Gespräch zwei dauerhafte Probleme: Es gebe nicht genug Herzen, und die Abstoßung bleibe schwierig – in sehr vielen Fällen funktioniert ein transplantiertes Organ nach weniger als 20 Jahren nicht mehr. Ein aus den Stammzellen des Patienten gedrucktes Organ soll beides umgehen.
\nDas ist der Anspruch, nicht der Stand. Rosalia bezeichnet das Vorhaben in den USA als "moonshot", einen Begriff, der sonst für die Mondlandung steht. Gefördert wird das Projekt mit 26,3 Millionen US-Dollar von ARPA-H, der US-Regierungsagentur für Hochrisikoforschung im Gesundheitswesen.
\nNeu ist der Ansatz, dem Gewebe das Schlagen beizubringen. Dafür sollen weiche Roboter eingesetzt werden – Soft Robotics, also Maschinen, die sich wie Gewebe bewegen. Rosalia beschreibt ihre Aufgabe sinngemäß übersetzt als eine Art "Turnhalle" für dieses biologische Herz, damit es trainiert wird, den Blutdruck wieder aufzubauen und zu halten.
\nDie Größenordnung ist gewaltig: Für ein Herz in Menschengröße sind dem Gespräch zufolge zehn Milliarden Zellen nötig, hinzu kommen hohe Anforderungen auf zellulärer wie mechanischer Ebene. Letztere ist Rosalias Arbeitsgebiet.
\nAm MIT hatte Rosalia zuvor kein biologisches, sondern ein robotisches Herz gebaut – ohne Zellen, dafür eine möglichst genaue Kopie des Herzens von Patienten mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Zweck: testen, welches Implantat für wen am besten geeignet ist. Ausgangspunkt war die Beobachtung, dass die Geräte in nur drei Größen existieren – Rosalias Vergleich: wie Schuhe ohne halbe Größen, wer dazwischen liegt, bekommt eine zu große oder zu kleine Klappe. In der Pandemie, als die Labore geschlossen waren, habe er sein Labor in sein Wohnheimzimmer verlegt, um weiterzuarbeiten.
\nAuch das Drucken selbst ist nicht trivial. Das "lebendige" Material habe eine Konsistenz ähnlich Mayonnaise und könne nicht in die Luft gedruckt werden; es brauche ein Bad, eine Art Gel, in das es abgelegt wird, damit es nicht kollabiert. Die Zellen im Herzen ordnen sich laut Rosalia schraubenförmig an; nur so könne das Organ fünf Liter Blut pro Minute pumpen.
\nDer praktische Nutzen liegt im Zuschnitt auf einzelne Patienten: Geräte, die heute in drei Standardgrößen ausgeliefert werden, könnten langfristig passgenauer gefertigt werden. Für Leser in Deutschland und Österreich ist zudem relevant, dass die Forschung praktisch in den USA läuft, Rosalia aber sagt, der Wissenschaft fehlten die Mittel – in Italien genauso wie in den USA. Ein Bezug zu europäischen Kliniken oder eine geplante Übertragung wird in den Quellen nicht genannt.
\nEinen Zeitplan für ein funktionsfähiges gedrucktes Herz nennen die Quellen nicht. Rosalia selbst spricht von "Jahren", sinngemäß übersetzt einem Quiz, das nicht Tage, sondern Jahre braucht. Ebenso wenig ist berichtet, ob und wie stark die Soft-Robotics-Apparatur das Gewebe bisher tatsächlich verbessert hat: Messwerte, Versuche an Menschen oder einen erfolgreichen Schlagversuch gibt es in den Quellen nicht. Unklar bleibt auch, ob sich die 26,3 Millionen US-Dollar auf das gesamte Projekt oder auf einen Teil davon beziehen.
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