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Forschung

Blutspenden - Auslaufmodell dank Kunstblut?

von Albrecht Wagner

Stand: 09. Dezember 2020, 10:44 Uhr

Ohne Blut sind wir tot. Wenn das Blut in unserem Körper knapp wird – durch Verletzungen oder Krankheiten beispielsweise – war das bis vor 100 Jahren das Todesurteil. Heute können wir dank Bluttransfusionen überleben. Allerdings brauchen wir dazu Spenderblut. Was wir noch nicht können, ist, neues Blut herstellen. Dabei scheint es viel praktischer – wenn Blut aus dem Labor käme statt von der Blutspende. Ist Kunstblut eine realistische Alternative? Und wann kommt es?

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Kunstblut - wie weit ist die Wissenschaft?

Wenn es eine chemische Formel für Blut gäbe, wäre die Sache vielleicht einfach. Man würde alle Bestandteile in die richtige Mischung bringen und hätte Kunstblut. Aber Blut künstlich nachzubilden, ist viel komplizierter, sagt Torsten Tonn, Professor für Transfusionsmedizin an der TU Dresden.

Ein Portrait von Prof. Dr. Torsten Tonn Bildrechte: DRK-Blutspendedienst Nord-Ost

Weil Blut sehr komplex ist und sich zusammensetzt aus den zellulären Bestandteilen des Blutes. Das sind die roten Blutkörperchen, die Erythrozyten. Dann die Leukozyten, die Abwehrzellen. Das sind weiße Zellen, die einen sehr großen Teil im Blut ausmachen. Und dann haben wir noch die Blutplättchen, die für die Gerinnung verantwortlich sind. Und dann sind natürlich sehr viele Eiweiße im Blut, die gelöst sind in dem flüssigen Bestandteil, das ist letztlich das Plasma.

Prof. Torsten Tonn, Transfusionsmediziner, TU Dresden

Diese komplexe Mischung ist dazu noch von Mensch zu Mensch verschieden. Wir haben verschiedene Blutgruppen, dazu kommen Eigenschaften wie der Rhesusfaktor. Das eine komplette Kunstblut kann es also gar nicht geben. Aber muss es auch nicht. Kunstblut soll Bluttransfusionen ersetzen - und die bestehen immer nur aus bestimmten Blutbestandteilen. Bei Kunstblut geht es hauptsächlich um die roten Blutkörperchen für die wichtigste Funktion des Blutes - den Körper mit Sauerstoff zu versorgen. Man müsste diese roten Blutkörperchen, die sogenannten Erythrozyten, künstlich erzeugen.

Die Erythrozyten sind kleine kernlose Zellen, die aussehen ungefähr wie eine Diskusscheibe. Und die sind hochflexibel und in der Lage, sich durch das kleinste und feinste Kapillarsystem durchzuzwängen, wo nur noch ein Erythrozyt durchpasst, sich zu verformen und dort dann gezielt den Sauerstoff abzugeben und Kohlendioxid aufzunehmen oder umgekehrt.

Torsten Tonn

Künstlicher Nachbau ist möglich

Wie weit ist die Wissenschaft bei der Analyse? Bildrechte: imago images / ZUMA Wire

Das künstlich nachzubauen, ist eine biochemische und technische Herausforderung. Aber es ist möglich. Eine Erfolgsmeldung kam diesen Sommer aus den USA. Ein Team der Universität von Albuquerque in New Mexico hat in einem komplizierten nanotechnischen Verfahren rote Blutkörperchen nachgebaut. Sie haben originale Blutkörperchen mit einer hauchdünnen Silikatschicht überzogen - und dann die Silikatform quasi als Schablone behalten.

Es ist ein sehr interessanter Ansatz, den wir bisher so nicht hatten. Der Ansatz jetzt, dass man zunächst versucht, die Form nachzubilden von einem Erythrozyt und dann die Erythrozyten drunter zerstört, ist, eine Hülle zu generieren, in die man dann von innen auch in einer geschützten Form ein Hämoglobin zum Beispiel einführen könnte.

Torsten Tonn

Diese synthetischen roten Blutkörperchen könnten sauerstofftransportierende chemische Substanzen in den Körper bringen. Diese Substanzen, die das körpereigene Hämoglobin ersetzen, sind frei im Körper hochgiftig. Eingehüllt in das künstliche Blutkörperchen könnten sie verträglich sein. Das Verfahren ist allerdings extrem aufwendig und zeigt bisher nur, dass künstliches Blut theoretisch möglich ist. Transfusionsforscher Torsten Tonn und sein Dresdner Team verfolgen einen anderen Ansatz.

Weil die rein künstlichen Sachen immer das Risiko mit sich tragen, dass das dann doch vom Immunsystem als fremd erkannt wird oder wenn es frei vorliegt, dass es dann toxisch ist für den Körper.

Torsten Tonn

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Wie ist unser Blut entstanden?

Als Basis bleibt natürliches Grundmaterial

Das Dresdner Team umgeht diese Gefahr mit Grundmaterial aus der Natur. Sie nutzen Stammzellen. Blutstammzellen im Knochenmark produzieren täglich Milliarden rote Blutkörperchen.

Erythrozyten aus Stammzellen - sie wären nutzbar für Menschen mit extrem seltenen Blutgruppen. Bildrechte: imago/Science Photo Library

Es gibt heute Möglichkeiten, dass man diese im Knochenmark ansässigen Blutstammzellen, also die Vorläuferzellen der Blutbildung, aus dem Knochenmark nimmt in eine Zellkultur und unendlich vermehren kann und dann über gewisse Kulturbedingungen es erreichen kann, dass sich aus diesen Mutterzellen quasi im Reagenzglas die reifen Erythrozyten abschnüren.

Torsten Tonn

Ein zweiter Weg, Erythrozyten, also rote Blutkörperchen, zu gewinnen, ist, erwachsene Stammzellen genetisch so zu programmieren, dass sie Erythrozyten herstellen.

Der Vorteil bei der Züchtung von Erythrozyten aus Stammzellen ist, dass es gar keine Unterschiede gibt zwischen den Erythrozyten, die gezüchtet werden, und den Erythrozyten, die man zum Beispiel in einer Blutspende hat. Das heißt, die gesamten komplexen biologischen Funktionen eines Erythrozyten werden eins zu eins abgebildet durch sogenannte gezüchtete Erythrozyten.

Torsten Tonn

Wo gezüchtete rote Blutkörperchen einsetzbar wären

Diese gezüchteten roten Blutkörperchen könnten Patienten genauso gegeben werden wie eine normale Bluttransfusion. Es geht allerdings nicht darum, Spenderblut zu ersetzen. Die Forschung nach künstlichem Blut zielt auf Situationen, wo eine Transfusion mit Spenderblut nicht möglich ist. Ein Beispiel sind Menschen mit extrem seltenen Blutgruppen. In Deutschland sind das kaum mehr als eine Handvoll, schätzt Torsten Tonn. Aber wer keine der gängigen Blutgruppen A, B, 0 oder AB hat, für den passt auch keine der Blutkonserven mit Spenderblut.

Und für diese Patienten würde es einen großen Unterschied machen, wenn man in der Lage ist, durch Züchtung und entsprechende genetische Veränderung der Blutgruppenkonstellation in diesen gezüchteten Erythrozyten passende Blutspenden bereit zu haben.

Torsten Tonn

Künstlicher Blutersatz, der für alle Blutgruppen passt, wäre auch hilfreich bei schweren Unfällen, wenn keine Zeit oder Möglichkeit ist, die passende Blutkonserve zu suchen.

In diesen Situationen wäre es natürlich vorteilhaft, man hätte etwas auf dem Notarztwagen, was vielleicht gefriergetrocknet kurz schnell resuspendiert werden könnte und unabhängig von der Blutgruppe jedem Patienten gegeben werden könnte. Das würde dann die Zeit überbrücken, bis ein Patient ins Krankenhaus kommt und dort mit Blutspenden versorgt werden könnte.

Torsten Tonn

Die Forschung an gezüchteten Erythrozyten, also roten Blutkörperchen, ist schon ziemlich weit, sagt Transfusionsmediziner Torsten Tonn. Sie können im Labor blutgruppenneutral für alle passend hergestellt werden. Der nächste Schritt wären klinische Studien an Patienten.

Ich denke, dass diese Studien so weit nicht weg sind. Es könnte sein, dass es innerhalb der nächsten drei Jahre tatsächlich der Fall ist, dass die ersten Patienten solche gezüchteten Erythrozyten erhalten.

Torsten Tonn

Ist die Blutspende ein Auslaufmodell?

Es sind Patienten, für die normale Blutspenden nicht in Frage kommen. Für alle anderen bleibt Blut aus Blutspenden weiter dringend notwendig, sagt Transfusionsmediziner Torsten Tonn

Ich denke, dass der Aufwand und die Kosten für eine Züchtung von Erythrozyten so gigantisch hoch sind, dass es die Blutspende als solche nicht ersetzen wird.

Torsten Tonn

Auch in 50 Jahren sieht Torsten Tonn natürliches Spenderblut als beste der Möglichkeiten. Das Kunstblut, dem die Wissenschaft immer näherkommt, ist nicht Ersatz, aber eine vielleicht bald lebensrettende Ergänzung.

Ein Auslaufmodell wird die Blutspende wohl nicht werden. Bildrechte: colourbox

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