Das Knochenmark-Modell sieht aus wie eine weisse Tablette. Sie ist halb so gross wie ein Smarties und porös. Daran arbeitet Andrés Garcia seit drei Jahren, zusammen mit seiner Forschungsgruppe am Departement Biomedizin in Basel. Das Produkt: diese kleine, acht Millimeter grosse Tablette.
Dieses neue Modell ist viel genauer als frühere Modelle des Knochenmarks, sagt Departementsleiter Ivan Martin. Zudem wurde das Modell vollständig aus menschlichen Zellen gezüchtet. Für die Forschung ist das ein wichtiger Fortschritt – aus zwei Gründen.
Personalisierte Medizin
Weil das Knochenmark aus menschlichen Zellen gezüchtet wird, könnten in der Zukunft auch individuelle Zellen einer Patientin oder eines Patienten verwendet werden, um sozusagen ihr persönliches Mini-Knochenmark nachzubilden. So könnte man in Erfahrung bringen, welche Medikamente bei dieser Person wirken und welche nicht – ohne sie an der Person selbst ausprobieren zu müssen. Das könnte ein wichtiger Fortschritt sein, beispielsweise für Menschen mit Blutkrebs.
Im Moment werden Medikamente bei Blutkrebs wenn, dann direkt an den Blutzellen der Patientinnen und Patienten getestet. Es hat sich aber gezeigt, dass die Umgebung der Blutzellen – also das Knochenmark – bei diesen Krankheiten eine entscheidende Rolle spielt. Zwischen den verschiedenen Zelltypen im Knochenmark gibt es Wechselwirkungen, die das neue Modell sichtbar machen könnten.
Das Züchten in der Petrischale ist aber kompliziert, sagt Ivan Martin. Zuerst müssen die Forscherinnen und Forscher menschliche Zellen gewinnen. Diese Zellen müssen dann so «umprogrammiert» werden, dass sie beginnen, sich wie Stammzellen zu verhalten.
Wir erreichen hier eine Komplexität, die so noch nicht vorhanden war.
Wenn man diese Stammzellen dann neuen, ganz spezifischen Bedingungen aussetzt, können sie sich zu weiteren Zelltypen entwickeln. Aus Stammzellen entstehen so Blut-, Knochen- oder auch Nervenzellen. All diese Zelltypen braucht es für das künstliche Knochenmark. «Wir erreichen mit diesem Modell eine Komplexität, die so noch nicht vorhanden war», sagt Ivan Martin.
Bis das Mini-Knochenmark tatsächlich eingesetzt werden kann, um für Patienten und Patientinnen die richtige Therapie auszuwählen, wird noch einige Zeit vergehen: Das Modell ist ein Prototyp, und noch weit von der Serienreife und dem Einsatz in der Praxis entfernt.
Tierversuche könnten ersetzt werden
In der Biomedizin basieren immer noch viele Erkenntnisse auf Versuchen an Mäusen. Nicht immer gilt aber, was man an Mäusen herausfindet, auch für Menschen. Das gezüchtete Knochenmark bringt hier neue Möglichkeiten für Versuche, die einerseits mehr über den Menschen aussagen könnten und andererseits Mäuseversuche ersetzen.
«Gerade das Knochenmark unterscheidet sich zwischen Mäusen und Menschen stark», sagt SRF-Wissenschaftsredaktorin Katrin Zöfel. «Viel mehr als andere Körperbereiche. Deshalb kann man hier aus Mäuseversuchen besonders wenig lernen, und der Bedarf an neuen, guten Ideen ist besonders gross.» Das neue Modell aus Basel könne zusammen mit ähnlichen Modellen anderer Forschergruppen, eine Lücke schliessen, so Zöfels Einschätzung.
Besser erforschbar wird durch diese Modelle nicht nur unser Blut – wie sich Blut bildet, wann und warum Blutzellen schlechter oder gar nicht funktionieren oder sich besonders gut oder besonders schlecht regenerieren – sondern auch Krebsarten, die das Blut betreffen oder im Knochen wachsen.
