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Einfrieren von Spenderorganen : Vor allem muss es schnell gehen

  • -Aktualisiert am

So wird das eher nichts: Der Fuchs, der Mitte Januar im Eis der Donau festfror, war anschließend nicht mehr zu retten. Bild: dpa

Könnte man Organe einfrieren, wäre das ein Segen für die Medizin. Noch geht das nicht. Aber vielleicht bald.

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          Selbst zwanzig Grad unter null können dem Waldfrosch nichts anhaben. Wenn im Norden Kanadas die Temperaturen tief unter dem Gefrierpunkt sinken, wird Rana sylvatica zu Eis. Zwei Drittel seines Körpers lässt der Frosch gefrieren, nur die wichtigsten Organe bleiben verschont und arbeiten auf Sparflamme weiter – im Frühjahr wacht er quicklebendig auf.

          Ihre Kälteresistenz macht den Waldfrosch und andere tierische Überlebenskünstler zu vielversprechenden Forschungsobjekten. Dabei geht es den Wissenschaftlern weniger um den tiefgekühlten Menschen, den Traum vom Kälteschlaf überlassen sie den Kryonikern, die in der Hoffnung auf ein ewiges Leben ein Grab im minus 196 Grad kalten Stickstoffbad wählen. Den Kryobiologen (Kryos bedeutet auf Griechisch Frost) würde es schon reichen, einzelne Organe in der Kälte zu konservieren. Gerade in der Transplantationsmedizin ließen sich auf diese Weise große Probleme lösen: Einmal aus dem Körper entnommen, haben Spendernieren nur eine sehr begrenzte Haltbarkeit. Nach dreißig Stunden sind sie, selbst gekühlt und optimal versorgt, nicht mehr zu gebrauchen. Herz und Lunge überstehen nur ein Fünftel dieser Zeit. Nicht immer findet sich zu jedem Spender aber ein passender Empfänger in Reichweite, so dass in den Vereinigten Staaten allein bei den Nieren jedes fünfte Spenderorgan ungenutzt entsorgt werden muss. Der Tiefkühlschrank könnte den Chirurgen diesen Zeitdruck nehmen. Doch bisher hat noch kein menschliches Organ den Gefrierprozess heil überstanden.

          Das Einfrieren von Arterien und Herzklappen geht bereits - zumindest beim Schwein

          Das könnte sich bald ändern, glaubt John Bischof vom medizintechnischen Institut der Universität von Minnesota im amerikanischen Minneapolis: „Der Durchbruch ist in greifbarer Nähe“, sagt der Biomedizintechniker. Grund für seinen Optimismus sind die Versuchsergebnisse, die er in der aktuellen Ausgabe von Science Translational Medicine vorstellt. Demnach ist es gelungen, zumindest Arterien und Herzklappen von Schweinen einzufrieren und wieder aufzutauen. Ein menschliches Organ, etwa eine Niere, ist allerdings um einiges größer. Dass Bischofs „Meilenstein“, wie es ein Teamkollege nennt, jetzt trotzdem schon Furore macht, zeigt vor allem die Dimension des Projekts, das sich die Forscher vorgenommen haben.

          Denn im Gegensatz zum Waldfrosch ist der Mensch für die Kälte nicht gemacht. Für Schwierigkeiten sorgt vor allem eines: Eis wirkt auf die Zellen zerstörerisch, deshalb überstehen auch Erdbeeren den Tiefkühlvorgang nur als weiches Mus. „Das Wasser dehnt sich bei der Eiskristallbildung aus und verursacht im Gewebe und in den Zellen Risse“, erklärt Heiko Zimmermann, Leiter des Sulzbacher Fraunhofer-Instituts für Biomedizinische Technik. Hinzu kommt, dass sich beim Vereisen die Bestandteile im flüssigen Inneren voneinander trennen, während an den Außenwänden osmotische Kräfte zerren – und die Flüssigkeit aus den Zellen saugen. Bei einzelnen Zellen können Zimmermann und seine Kollegen diese problematischen Faktoren kontrollieren. Spermien und Blutkörperchen werden schon seit etwa sechzig Jahren in Tiefkühlschränken gelagert, seit dreißig Jahren gelingt dies auch mit befruchteten Eizellen. Diesen Fortschritt verdanken die Wissenschaftler unter anderem dem Waldfrosch, der dem Einfrieren seiner Organe durch extrem hohe Zuckerkonzentrationen, also eine Art körpereigenes Frostschutzmittel, vorbeugt. Das haben sich die Kryobiologen für die Tiefkühlung abgeschaut. Sie senken den Gefrierpunkt mit künstlichen Kryoprotektiva und verhindern so die Eisbildung. Gleichzeitig schützen und stabilisieren die Substanzen die Zelle.

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