Medizin Wurmhämoglobin könnte die Entwicklung von Kunstblut ermöglichen

Einige Forscher versuchen die Probleme ganz grundlegend zu lösen: Sie versuchen Kunstblut herzustellen - eine allerdings extrem schwierige Aufgabe. Die Zusammensetzung von Blut ist so komplex, die Aufgaben im Körper sind so vielfältig, dass erste Versuche schnell scheiterten. Doch heute weiß man, dass Menschen mit akutem Blutverlust vor allem ein Bestandteil hilft: die roten Blutkörperchen (Erythrozyten). Sie transportieren das Hämoglobin, an das der Sauerstoff gebunden ist, wie in kleinen Koffern durch den Körper. Sie sind flexibel und können sich kleinmachen, um in jede Ritze des Körpers zu gelangen. Ohne sie als schützende Verpackung wäre das Hämoglobin tödlich. Die winzigen Moleküle würden zum Beispiel das Filtersystem unserer Niere verstopfen.

Es muss also gar nicht die ganze hochkomplexe Flüssigkeit Blut künstlich hergestellt werden, der Nachbau der Sauerstofftransporter würde reichen. Das ist kompliziert genug - ein bisschen so, als wollte man einen Brownie mit flüssigem Schokoladenkern ohne Brownie drumherum backen. Außerdem befinden sich auf den Erythrozyten mehrere Merkmale, die bei Transfusionen zu schweren Komplikationen führen können, wenn etwa Blutgruppe oder Rhesusfaktor inkompatibel sind - hier muss man also aufpassen.

Könnte es tatsächlich sein, dass ein fingerdicker, brauner Wattwurm die Probleme löst?

Einige Forscher wie der deutsche Transfusionsmediziner Torsten Tonn arbeiten bereits daran, aus Stammzellen funktionstüchtige rote Blutkörperchen zu züchten, die der Blutgruppe O mit dem Rhesusfaktor negativ entsprechen. Diese Blutgruppe ist für die meisten Menschen halbwegs verträglich. Dafür bringt Tonn blutbildende Stammzellen in eine Kulturlösung mit Wachstumsfaktoren, woraus sich in mehreren Stufen tatsächlich rote Blutkörperchen entwickeln. Japanischen Forschern gelang sogar etwas, das zuvor als unmöglich galt: Sie schleusten spezielle Gene in normale Hautzellen ein, sodass diese sich zu Stammzellen zurückentwickelten. Trotz solcher Erfolge bleibt diese Forschung kompliziert und extrem teuer. "Der Weg ist noch sehr lang. Im Grunde hat die Wissenschaft mit dieser Methode bislang nur zeigen können, dass eine Blutkörperchen-Herstellung prinzipiell möglich ist," sagt Tonn.

Interessanterweise ist einer der vielversprechendsten Forschungszweige zugleich der kurioseste. Der französische Meeresbiologe Franck Zal hat in einem fingerdicken, braunen Wattwurm schon vor Jahren etwas gefunden, das eine Art universalen Ersatzstoff für das bisher übliche Erythrozyten-Konzentrat abgeben könnte. "Eigentlich wollte ich 1993 als Meeresbiologe nur wissen, warum der Wattwurm Arenicola marina bei Ebbe nicht erstickt, obwohl er nur mit Kiemen atmen kann", erklärt Zal. Er fand es schnell heraus: Das Hämoglobinmolekül des wundersamen sandfressenden Wurms ist 50-mal so groß wie das des Menschen und zirkuliert frei, ohne rotes Blutkörperchen als Umhüllung. Aufgrund seiner Größe schädigt es kein Gewebe, wie es das menschliche Hämoglobin tut. "Ohne Blutkörperchen fehlen eigentlich alle Risiken, die Spenderblut aufweist." Da ja keine Erythrozyten enthalten sind, wäre das Risiko einer Immunreaktion wegen einer falschen Blutgruppe obsolet. Obendrein fehlen Krankheitserreger wie HIV oder Hepatitis. Also sehr gute Voraussetzungen für einen Hämoglobin-Ersatzstoff.

"Ich präsentierte die Idee als Jungwissenschaftler anderen Forschern. Die hielten mich für total verrückt", lacht Zal. Doch das Thema ließ ihn nicht los, für seine Forschungsarbeiten erhielt er einige Wissenschaftspreise, die ihm eine halbe Million Euro einbrachten. Also gründete er sein Start-up Hemarina. Inzwischen ist Zal Besitzer von mehreren ehemaligen Fischfarmen in der Bretagne, die er für die Zucht umgerüstet hat, und Hemarina hat mehr als 50 Patente angemeldet. So hat die Firma ein Verfahren entwickelt, mit dem sich das Wurmhämoglobin zu einem trockenen Pulver verarbeiten lässt. "Normale Blutkonserven halten nur 42 Tage, das Wattwurmpulver zweieinhalb Jahre. Im Notfall kann man einfach Wasser hinzufügen und ein Opfer mit starkem Blutverlust versorgen." Das alles hört sich fast zu gut an, um wahr zu sein.

Doch eine Anwendung könnte in Europa tatsächlich noch in diesem Jahr zur Verfügung stehen: 2017 hat Hemarina eine klinische Studie abgeschlossen, in der eine Schutz- und Nährlösung aus Wurmhämoglobin Spenderorgane mit Sauerstoff versorgt hat. "Die Daten zur Sicherheit und Effizienz sind positiv ausgefallen", sagt Zal. Der Biologe klagt: "Zwanzig Prozent der Spenderorgane können bis heute niemandem helfen, weil sie nicht schnell genug zu einem passenden Empfänger gelangen." Die Nährlösung "Hemo2Life" hält die Organe länger frisch und verlängert das Zeitfenster für Transplantationen von Stunden auf Tage. Auch das Wattwurmpulver wird innerhalb der nächsten Jahre einsetzbar sein, versichert Zal. "Anfang 2019 beginnen wir mit den klinischen Studien." Wenn die gut laufen, will er seine größte Vision umsetzen. Um jährlich 100 Millionen Liter Blutspenden zu ersetzen, müsste seine Firma dann 1000 Tonnen Wattwürmer heranziehen und verarbeiten. Ob dann Vollblutverarbeitungszentren wie in Wiesentheid irgendwann die Produktion herunterfahren können? "Das ist nur eine Frage der Zeit", sagt Zal.

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