Die wissenschaftliche Forschung hat die Synthese aller möglichen Dinge ermöglicht, von chemischen Rohelementen und Strukturen bis hin zu biologischen Systemen. Wenn es um Rohstoffe geht, kann eine solche Synthese die Herstellung von Artikeln erheblich beschleunigen und rationalisieren. Beispielsweise ist die Lieferkette für natürliche Diamanten im Vergleich zur Züchtung von Diamanten im Labor träge und unvorhersehbar. Aufgrund der Komplexität biologischer Organe ist die Synthese im Labor jedoch anspruchsvoller und dauert länger. Das ist einer der Gründe, warum die jüngste Entwicklung menschlicher Nieren-Vorläufer-Assembloide (hKPAs) so beeindruckend ist.
Im September 2025 wurde in Cell Stem Cell eine von einem Team der University of Southern California geleitete Forschung veröffentlicht, in der beschrieben wurde, wie die Wissenschaftler Nierenorganoide (eine Art synthetisches Miniorgan) kombinierten, um die ausgereiftesten Modelle aller Zeiten herzustellen, die sie Assembloide nannten. Ihr erster Schritt bestand darin, die Bedingungen für die Erzeugung von Maus- und menschlichen Nieren-Assembloiden im Stammzelllabor der Universität zu optimieren. Nach der Transplantation der hKPAs in lebende Mäuse wuchsen die synthetischen Organe weiter und bildeten Blutgefäße und Bindegewebe. Die hKPAs begannen sogar wie Nieren zu funktionieren, z. B. Proteine zu absorbieren, Blut zu filtern und Nierenhormone freizusetzen. Sie waren sogar in der Lage, Urin zu produzieren, allerdings war dieser stärker verdünnt, da die hKPAs nicht über die für die Konzentration erforderlichen Strukturen verfügten.
Der USC-Stammzellbiologe und außerordentliche Professor Zhongwei Li sagte in einer Pressemitteilung: „Durch die Reifung der Assembloide in der natürlichen Umgebung des Körpers haben wir die natürliche Fähigkeit der Nierenvorläuferzellen zur Selbstassemblierung genutzt.“ Das Team glaube, dass dieser Schritt der Schlüssel zur künftigen Entwicklung funktioneller synthetischer Nieren sein werde, fügte er hinzu.
Die Bedeutung von hKPAs für den Fortschritt der Forschung und Behandlung von Nierenerkrankungen
Im Laufe der Jahre gab es in der medizinischen Gemeinschaft einige große wissenschaftliche Durchbrüche. Im Mai 2024 konnten Chirurgen die erste Schweinelungentransplantation bei einem Menschen durchführen und veröffentlichten den Erfolg im darauffolgenden Jahr in Nature Medicine. Die Lunge ist jedoch nicht das einzige Organ, das wahrscheinlich an Krebs oder anderen Krankheiten erkrankt. Die Nieren haben ein noch höheres Risiko. Während Nierenzellkrebs die am häufigsten bei Erwachsenen auftretende Krebsart ist, sind etwa 14 % der Erwachsenen in den Vereinigten Staaten von einer chronischen Nierenerkrankung betroffen (laut einer Pressemitteilung des USC Stem Cell).
Mit diesen im Labor hergestellten hKPAs hoffen die Wissenschaftler, die damit verbundene Krankheitsforschung und letztendlich die Behandlung zu verbessern. Viele Forscher haben die in dieser Studie beschriebenen hKPAs als die authentischsten Nierenmodelle gelobt, die bisher erstellt wurden. Mit einem dreijährigen Zuschuss des California Institute for Regenerative Medicine werden das Li Lab der USC und das von Zhongwei Li geleitete Team über die Mittel verfügen, um die Eigenschaften, Funktion und Struktur der hKPAs zu kartieren und zu zeigen, wie sie zur Weiterentwicklung der Krankheitsforschung eingesetzt werden können.
Sie werden die Assembloide auch zur Modellierung der polyzystischen Nierenerkrankung verwenden, deren Untersuchung besonders schwierig ist, da Gewebeproben nur in den letzten Stadien der Krankheit getestet werden können. Mithilfe modernster Instrumente können sie nun die Mechanismen der ersten Zystenbildung beobachten und mögliche Behandlungsstrategien untersuchen. Darüber hinaus werden hKPAs ein leistungsstarkes Instrument zur Vorhersage der Nierentoxizität neuer Arzneimittel sein, bevor sie in klinische Studien eintreten, was den Prozess rationalisiert und Zeit und Geld spart.
