Rund 2,6 Millionen Patienten leiden an akuter oder chronischer Nierenerkrankung. Für Nierenpatienten gelten entweder eine Dialyse oder eine Nierentransplantation als geeignete Optionen. Die Entwicklung der künstlichen Niere hingegen ermöglicht eine unterbrechungsfreie Dialyse über den gesamten Tag hinweg. Diese bahnbrechende Entdeckung entlastet die Patienten von schmerzhaften, regelmäßigen Arztbesuchen und senkt die medizinischen Kosten für einen Nierenersatz erheblich.

Medizin und Technologie haben den Weg für radikale Veränderungen geebnet und die biomedizinische Technik auf ein völlig neues Niveau gehoben. Neben den Vorteilen befasst sich die folgende Studie auch mit den berechtigten Herausforderungen, die mit der Einführung einer künstlichen Niere einhergehen.

Die erste ihrer Art!

Forscher der University of California in San Francisco (UCSF) haben kürzlich den weltweit ersten Prototypen einer künstlichen Niere vorgestellt. “Das könnte die Bürde lindern, mit der Millionen Menschen mit Niereninsuffizienz leben müssen und gleichzeitig einen der größten Kostenfaktoren im US-Gesundheitssystem reduzieren”, sagt Projektleiter Shuvo Roy vom Department of Bioengineering and Therapeutic Sciences der UCSF.

Bei dem Nierenimplantat, das in seiner endgültigen Version etwa die Größe einer Kaffeetasse haben wird, handelt es sich um ein zweistufiges System. In einem ersten Schritt durchläuft das zu reinigende Blut Tausende mikroskopisch kleine Filter, wo dem Blut Giftstoffe entzogen werden.

In der zweiten Stufe werden neueste Erkenntnisse im Bereich des Gewebe-Ingenieurwesens angewendet. In einem Bioreaktor ersetzt gezüchtetes Nierengewebe Funktionen der gesunden Niere. Der Prozess wird dabei durch den Blutdruck des Patienten aufrecht erhalten. Eine Stromversorgung benötigt das Implantat nicht.

Künstliche Niere seit langer Zeit herbeigesehnt

“Davon träumen wir seit dreißig Jahren”, sagt Gerold Schackl, Vorsitzender der Arbeitsgemeinschaft der Selbsthilfegruppen der Nierenpatienten Österreichs, im pressetext-Gespräch. Erkrankungen der Niere sind weit verbreitet. Allein in den Vereinigten Staaten warten derzeit über 85.000 Patienten auf ein Spenderorgan. “In Österreich stehen derzeit rund 800 Betroffene auf der Warteliste für eine Transplantation. Die Zeitspanne bis zur Operation beträgt im Schnitt drei Jahre”, so Schackl.

In Österreich leben im Moment zwischen sieben- und achttausend Nierenpatienten. Etwas weniger als die Hälfte verfügt über ein Spenderorgan, die andere Hälfte muss zur Dialyse. Diese ersetzt die Funktion der Niere allerdings nur zum Teil. Lediglich ein Drittel der Dialysepatienten überlebt länger als fünf Jahre. In Deutschland gibt es momentan 75.000 Dialysepatienten und 25.000 Menschen, die bereits ein Transplantat erhalten haben. “Hauptursachen für Nierenerkrankungen sind Diabetes und Bluthochdruck”, weiß Schackl.

Vorbereitung für Einsatz bei Menschen in Gang

Phase 1 des Projekts rund um das künstliche Nierenimplantat wurde bereits abgeschlossen und endete mit der Herstellung des Prototypen, welcher bisher nur an Tieren getestet wurde. Inzwischen arbeitet das Team rund um Shuvo Roy bereits daran, das Gerät tauglich für den Einsatz bei Menschen zu machen. In fünf bis sieben Jahren hoffen die Forscher, erste klinische Tests durchführen zu können.

Das Implantierbare Bioartifizielle Nierenprojekt

Kidney X [eine öffentlich-private Partnerschaft zwischen dem U.S. Department of Health and Human Services (HHS) und der American Society of Nephrology (ASN)] verlieh dem Kidney Project einen Preis in Höhe von 650.000 US-Dollar, um Nierenpatienten von belastenden Wartelisten für Transplantationen und Dialysegeräten zu befreien. Die Leistung der künstlichen Niere wurde in einem präklinischen Modell bewertet. Dabei war sie in der Lage, eine Gruppe menschlicher Nierenzellen zu erhalten, ohne eine Immunreaktion auszulösen. Dies erwies sich als eine realisierbare Lösung zur Behandlung einer schweren medizinischen Erkrankung – der Nierenerkrankung.

Was sind die nächsten Schritte zur klinischen Umsetzung?

Die kontinuierliche Überwachung realer Nierenpatienten ist entscheidend, da es sich um Menschen handelt. Sicherzustellen, dass während klinischer Studien eine Wirksamkeit bei minimalem Widerstand gegeben ist, steht im Mittelpunkt dieser laufenden Studien. Da Patienten hochwertige und angemessene Therapien und Lösungen benötigen, müssen sich internationale Expertengruppen zusammenschließen, um die Erfolgsraten bei Studien am Menschen zu maximieren.