Essen wir bald Burger mit Laborfleisch? (Foto: imago)
25.11.2016
Mediziner über Tissue Engineering

"Die Burger sind genetisch identisch"

Die Methode, mit der Unternehmen Fleisch im Labor züchten, stammt eigentlich aus der Medizin. Aus Zellgewebe sollen mithilfe von Tissue Engineering körpereigene Implantate für Knie, Hüfte oder Herz werden. Oder eben Hamburger. Forscher Stefan Jockenhövel erklärt, wie das geht.

IM FOKUS: Herr Jockenhövel, Sie entwickeln in Aachen Herzklappen aus menschlichen Körperzellen. Bislang gibt es ja nur mechanische Klappen und biologische vom Schwein. Wie gehen Sie beim Tissue Engineering vor?

Jockenhövel: Man entnimmt Zellen aus einer Gewebeprobe des Patienten, etwa aus Bauchfett, und vermehrt sie in einer Nährlösung. Dann braucht man eine Trägerstruktur für die Zellen, um die Formgebung zur Herzklappe möglich zu machen. Bei uns kommt auch sie vom Patienten selbst. Wir isolieren aus einer Blutprobe das Eiweiß, das im Körper für die Blutgerinnung verantwortlich ist. Das ist wie ein Zweikomponentenkleber, der eine Art „Gummibärchen“-Konsistenz erzeugt. Beim Gelieren werden die Zellen dann sofort eingefangen und sind wie Rosinenstückchen gleichmäßig im Kuchen verteilt. Die Zellen richten sich dann ihre Umgebung ein, wie sie es am liebsten haben.

IM FOKUS: Und woher wissen die Zellen, dass sie eine Herzklappe werden sollen?

Jockenhövel: Dazu müssen wir den Zellen noch etwas auf die Sprünge helfen. Wir geben sie ähnlich wie beim Plätzchenbacken in eine Form. Und so entsteht beim Ausgelieren die Herzklappenstruktur, die wir brauchen. In einem Bioreaktor trainieren wir die Zellen dann wie in einem Fitnessstudio. Dabei simulieren wir schrittweise die Bedingungen im Körper. Das regt die Zellen an, diesen Kräften zu widerstehen und eine stabilere Struktur aufzubauen.

IM FOKUS: Beim Labor-Burger des niederländischen Start-up Most Meat stammen die Spenderzellen aus Rindermuskeln. Kann man den Muskelstammzellen also auch beibringen, etwas anderes zu werden als ein Burger? Ein Filet oder ein Tafelspitz etwa?

Jockenhövel: Das hängt zum einen vom Verhältnis der Fett- zu den Muskelzellen ab. Gewebe besteht ja nicht nur aus Muskeln, sondern auch aus Fett und Bindegewebe. Wenn man die Zellen richtig konditioniert, kann ich mir das aber durchaus vorstellen.

Zur Person

Medizinprofessor Stefan Jockenhövel leitet die Abteilung "Tissue Engineering und Biomaterialien" am Institut für Angewandte Medizintechnik an der Uniklinik Aachen. Forschungsschwerpunkt ist die Entwicklung von Herzklappen aus körpereigenem Gewebe von Patienten.

IM FOKUS: Die Zellen brauchen auch eine künstliche Trägerstruktur. Ist diese Matrix immer tierischen Ursprungs?

Jockenhövel: Nein, sie kann auch synthetisch oder pflanzlich sein - zum Beispiel aus Stärke.

IM FOKUS: Und woraus besteht das Nährmedium, auf dem die Zellen wachsen?

Jockenhövel: Ähnlich einem Sportdrink besteht es aus Elektrolyten und Zucker. Darüber hinaus werden Wachstumsfaktoren dazugegeben, um die Entwicklung des Gewebes zu stimulieren. In der Regel stammen die Wachstumsfaktoren im medizinischen Bereich aus fetalem Kälberserum, weil sie darin reichlich vorhanden sind. Man kann sie aber auch aus menschlichen Blutplättchen gewinnen oder mithilfe von Bakterien synthetisch herstellen. Das ist allerdings noch recht teuer und aufwändig. Für die Medizin ist der Verzicht auf fetales Kälberblut interessant, um Krankheitsübertragungen auszuschließen.

IM FOKUS: Was halten Sie davon, dass Tissue Engineering auch zur Fleischherstellung genutzt werden soll?

Jockenhövel: Am Anfang habe ich gelacht, als ich von den Plänen hörte. Wir hatten ja schon Mühe, eine Herzklappe herzustellen, und dann wollte da jemand Fleisch für den Massenkonsum züchten. Ich konnte mir das zunächst gar nicht vorstellen. Den Mut der Kollegen, in diese Richtung zu gehen, bewundere ich sehr.

IM FOKUS: 2013 wurde der erste In-vitro-Burger, also Labor-Burger, öffentlich vorgestellt. In wenigen Jahren soll er massentauglich sein. Auch Labor-Hühnchen aus Israel soll man in fünf Jahren kaufen können. Glauben Sie das?

Jockenhövel: Die Fleischerzeugung ist nicht mein Fachgebiet, daher ist eine Einschätzung schwierig. Ich denke aber, dass der Zeitplan sehr ambitioniert ist. Aber wer weiß? Vielleicht ist die großtechnische Herstellung schneller, und es gibt es in fünf Jahren zumindest schon erste Produkte. Ob die Hersteller dann schon den Massenmarkt bedienen können, ist jedoch fraglich.

IM FOKUS: Wo stehen Sie denn in der medizinischen Forschung gerade?

Jockenhövel: Es gibt einige Anwendungen im Bereich Knochen und Knorpel, die bereits in der Klinik etabliert sind. Herzklappen- und Gefäßprodukte - unser Forschungsfokus - sind noch nicht auf dem Markt. Wir dachten vor 16 Jahren auch, wir hätten das in zehn Jahren gelöst.

IM FOKUS: Wenn man für die Fleischerzeugung immer demselben Tier Muskelstammzellen entnehmen würde, dann bekäme man doch lauter Burger mit identischer DNA, oder?

Jockenhövel: Richtig.

IM FOKUS: Dann sind diese Burger doch gewissermaßen auch Mini-Klone?

Jockenhövel: Die Burger sind genetisch zwar identisch. Es wird aber kein neues Lebewesen gezüchtet, das dann wieder geschlachtet wird, sondern es wird eine fortlaufende industrialisierte Zellvermehrung durchgeführt.

Die Fragen stellte Julia Romlewski

Mehr zum Thema

Auf bioland.de:

Im Netz:

"Wir sollten bei unseren Zielen bescheidener werden": Interview mit Prof. Göpferich von der Uni Regensburg über Organe aus dem Labor (auf www.gesundheitsforschung-bmbf.de)

Gewebezüchtung: Künstliche Blutader wächst im Körper (auf www.spektrum.de)