Lungen drucken
United sagt, dass es jetzt eine neue, keimdichte Schweineanlage baut, die 2023 fertig sein und eine klinische Studie ab dem folgenden Jahr unterstützen soll. Es ist nicht die fantastische kommerzielle Schweinefabrik, die in Rothblatts Architekturdarstellung gezeigt wird, aber es ist ein Sprungbrett dorthin. Schließlich, glaubt Rothblatt, könnte eine einzige Einrichtung das ganze Land mit Organen versorgen und sie mit vollelektrischen Ambulanzflugzeugen ausliefern. Im Laufe des Sommers, so behauptet sie, flog ein Luftfahrtunternehmen, in das sie investierte, Beta Technologies, ein Elektroflugzeug mit vertikalem Auftrieb von North Carolina nach Arkansas, mehr als 1.000 Seemeilen.
Ironischerweise sind Schweine möglicherweise niemals eine Quelle für die Lunge, die Rothblatts Tochter möglicherweise benötigt. Das liegt daran, dass Lungen empfindlich und anfälliger für Immunangriffe sind. Bis 2018 wurden die Ergebnisse deutlich. Jedes Mal, wenn das Unternehmen den Schweinen eine neue Genbearbeitung hinzufügte, hielten die in Affen transplantierten Herzen und Nieren ein paar Wochen oder Monate länger. Aber die Lungen verbesserten sich nicht. Immer wieder hielten Schweinelungen nach der Transplantation in Affen zwei Wochen und versagten dann plötzlich.
„Ich glaube tatsächlich, dass es keinen Teil des Körpers gibt, der nicht 3D-gedruckt werden kann.“
Martin Rothblatt
Um Lungen herzustellen, setzt Rothblatt auf einen anderen Ansatz und gründet ein Unternehmen zur Herstellung von Organen, das versucht, Lungen mit 3D-Druckern herzustellen. Diese Bemühungen werden jetzt in einer ehemaligen Textilfabrik in Manchester, New Hampshire, betrieben, wo Forscher detaillierte Lungenmodelle aus Biopolymeren drucken. Die letztendliche Idee besteht darin, diese Strukturen mit menschlichen Zellen zu besiedeln, einschließlich (in einer Version der Technologie) Zellen, die aus dem Gewebe bestimmter Patienten gezüchtet wurden. Dies wären perfekte Übereinstimmungen ohne das Risiko einer Immunabstoßung.
Im vergangenen Frühjahr stellte Rothblatt eine Reihe gedruckter „Lungen“ vor, die sie als „das komplexeste 3D-gedruckte Objekt aller Art, überall und jemals“ bezeichnete. Laut United umfasst die schwammige Struktur, die etwa die Größe eines Fußballs hat, 4.000 Kilometer Kapillarkanäle, detaillierte Räume, die Lungensäcke nachahmen, und insgesamt 44 Billionen „Voxel“ oder einzelne gedruckte Stellen. Der Druck wurde mit einer Methode namens digitale Lichtverarbeitung durchgeführt, bei der ein Projektor in einen Bottich aus Polymer gerichtet wird, das sich dort verfestigt, wo sich die Lichtstrahlen berühren. Es dauert eine Weile – drei Wochen –, eine so detaillierte Struktur zu drucken, aber die Methode erlaubt die Erstellung jeder Form, von denen einige nicht größer als eine einzelne Zelle sind. Rothblatt verglich die Präzision des Druckprozesses damit, durch die USA zu fahren und nie mehr als die Breite eines menschlichen Haares von der Mittellinie abzuweichen.
Michael Byers
„Ich glaube tatsächlich, dass es keinen Teil des Körpers gibt, der nicht 3D-gedruckt werden kann … einschließlich Dickdarm und Gehirngewebe“, sagte Rothblatt, als er die gedruckten Lungengerüste im Juni bei einem Treffen in Kalifornien vorstellte.
Einige Wissenschaftler sagen, Bioprinting bleibe ein Forschungsprojekt und fragen sich, ob die leblosen Polymere, egal wie detailliert, mit einem echten Organ verglichen werden sollten. „Von da bis zur Lunge ist es ein langer Weg“, sagt Jennifer Lewis, die an der Harvard University mit Bioprinting arbeitet. „Ich möchte nicht auf die Parade regnen, und es wurden erhebliche Investitionen getätigt, also sehen einige kluge Köpfe dort etwas. Aber aus meiner Sicht wurde das ziemlich gehyped. Wieder ist es ein Gerüst. Es ist eine schöne Form, aber es ist keine Lunge.“ Lewis und andere Forscher bezweifeln, wie machbar es sein wird, den gedruckten Strukturen echtes Leben einzuhauchen. Das Einkleben menschlicher Zellen in ein Gerüst ist keine Garantie dafür, dass sie sich zu funktionierendem Gewebe mit den komplexen Funktionen einer Lunge organisieren.
Rothblatt kennt die Zweifler und weiß, wie schwierig die Technik ist. Sie weiß, dass andere Leute denken, dass es niemals funktionieren wird. Das hält sie nicht auf. Stattdessen sieht sie es als ihre nächste Chance, Probleme zu lösen, die andere Menschen nicht lösen können. Während einer Ansprache an Chirurgen in diesem Jahr ratterte Rothblatt die Liste der bevorstehenden Herausforderungen herunter – einschließlich des Wachstums der Billionen von Zellen, die benötigt werden. „Was ich weiß, ist, dass dies keine Gesetze der Physik verletzt“, sagte sie und sagte voraus, dass die erste künstlich hergestellte Lunge in diesem Jahrzehnt in die Brusthöhle einer Person eingesetzt werden würde.
Sie schloss ihren Vortrag mit einer Szene aus 2001: Eine Weltraum-Odyssee, wo ein Affenmensch einen Knochen nach oben schleudert und dieser als Raumstation die Erde umkreist. Nur dass Rothblatt ein Foto von sich selbst als Pilotin des kohlenstofffreien Elektroflugzeugs ersetzte, von dem sie glaubt, dass es eines Tages unbegrenzt Organe im ganzen Land verteilen wird.