01.04.2022

Hoden aus 3D-Druck sollen Kinderzeugung ermöglichen

Wissenschaftler in Kanada möchten mit 3D-Biodrucker die inneren Mechanismen menschlicher Hoden nachbilden, um Spermien im Labor zu produzieren.
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3D-gedruckte Hodenzellen bieten Hoffnung für männliche Unfruchtbarkeit. | © vladimirsukhachev

Nein, das ist kein Aprilscherz. Laut t3n ist es Wissenschaftler:innen in Kanada gelungen, Hodenkanälchen aus dem 3D-Printer zu drucken. Forscher:innen an der University of British Columbia haben eine Technik entwickelt, die es ermöglicht, menschliche Hodenzellen in einer hohlen röhrenförmigen Struktur zu erzeugen. 

Die in real-size nachgefertigten Hodenkanälchen zeigen vielversprechende Hinweise darauf, dass sie tatsächlich in der Lage sein könnten, lebensfähige Spermien zu produzieren. Doch der Erfolg dieses Experimentes liege noch in der Zukunft, so die Forscher:innen. Trotzdem wolle man weiterforschen, um mit dieser Technologie Männern, deren Fruchtbarkeits-Probleme nur schwer oder gar nicht zu behandeln sind, zur Fortpflanzung zu verhelfen. 

15 Prozent aller Paare leiden an Fruchtbarkeitsproblemen 

Ein Großteil der Leiden und Kämpfe bei der Familiengründung dreht sich um Frauen und ihre Fruchtbarkeitsprobleme. „Unfruchtbarkeit betrifft aber 15 Prozent aller Paare. Und in mindestens der Hälfte dieser Fälle sind männliche Faktoren mitverantwortlich“, erklärt Ryan Flannigan, Assistenzprofessor für Urologie an der UBC. 

Im Rahmen der Studie wurden einem Patienten, der unter nicht-obstruktiver Azoospermie (NOA) leidet, Stammzellen aus den Hoden entnommen. NOA ist eine besonders herausfordernde Form der männlichen Unfruchtbarkeit, bei der keine Spermien im Samen des Patienten vorhanden sind. Die einzige Möglichkeit, um Samenzellen für ein In-Vitro-Fertilisations-Verfahren für NOA-Erkrankte zu gewinnen, sei ein chirurgischer Eingriff. Während dieser Prozedur wird nach auffindbaren Spermien in den Hoden gesucht, jedoch seien nur 50 Prozent dieser Eingriffe erfolgreich. Die andere Hälfte der Männer, für die keine Spermien gefunden werden können, haben derzeit keine Möglichkeit, ein eigenes biologisches Kind zu bekommen. Das sind die Patienten, denen Flannigans Team mit der neuen Technologie helfen möchte.

3D-Hoden-Druck könnte künstliche Spermienproduktion ermöglichen

Mit dem Ziel, einen weniger invasiven und erfolgreicheren Ansatz für die Behebung von Fruchtbarkeitsproblemen zu finden, haben UBC-Forscher:innen versucht, die entnommenen Hoden-Stammzellen in röhrenförmigen 3D-Strukturen zu drucken. Die Zellen überlebten nicht nur zwölf Tage in den künstlichen Röhren sondern waren zu spezialisierten Zellen für die Spermienproduktion herangereift und zeigten erste Anzeichen für die Fähigkeit, Spermien zu produzieren, so Flanningan. 

Als nächsten Schritt möchten die Wissenschaftler:innen versuchen, mit verschiedenen Wachstumsfaktoren und Nährstoffen die 3D-gedruckten Strukturen zur Samenproduktion anzuregen. 

Hoffnung für neue Fruchtbarkeitsbehandlungen

Die künstlichen Hodenkanälchen seien vor allem für die Befruchtung von Eizellen im Rahmen einer In-Vitro-Fertilisation revolutionär. „Wenn wir erfolgreich sind, könnte dies die Tür zu neuen Fruchtbarkeitsbehandlungen für Paare öffnen, die derzeit keine anderen Möglichkeiten haben“, sagt Flannigan.

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KI-Zentrum Wien
Christian Helmenstein; Chefökonom der Industriellenvereinigung | © IV.

Ende Oktober schlug die Bundesregierung vor, ein internationales KI-Zentrum in Wien anzusiedeln. Es soll unter dem Dach der UNO stehen und Staaten, Wissenschaft und Wirtschaft zusammenbringen, um das Potenzial von KI auszuloten, ihre Risiken zu erforschen und gemeinsame Standards zu entwickeln.

KI als emotionales Thema

Eine Umfrage unter Österreichs KI-Experten zeigte größtenteils Zustimmung – siehe hier -, aber auch Kritik und mahnende Worte zur richtigen Vorgangsweise bei solch einem Vorhaben.

KI-Zentren, besonders Rechenzentren, stoßen global auf starke Ablehnung, benötigen sie doch enorme Mengen an Strom, Wasser und Flächen. Der Stern schrieb jüngst im Artikel mit dem Namen „Sie bauen Monster in unsere Landschaften“: „In Ohio sind es die neuen Schimpfwörter: Meta, Amazon, xAI, Google, OpenAI“. Darin wurden Rechenzentren als großes Politikum in den USA beschrieben und es wurde gezeigt, wie Anrainer:innen gegen solche Pläne ankämpfen.

In Österreich formierte sich Widerstand gegen das von Google geplante Datenzentrum in Kronstorf, wie der ORF in seiner Dokumentation „Google an der Enns: Der Streit ums Rechenzentrum“ Mitte September zeigte. Auch brutkasten fing damals Stimmen ein, die von „Standort-Fortschritt“ bis hin zu „Vasall Europa“ sprachen.

Bei dem Vorschlag hier handelt es sich explizit nicht um ein Datenzentrum, sondern um einen: „Ort, an dem Menschen aus der ganzen Welt gemeinsam daran arbeiten, das Potenzial von KI auszuloten, ihre Risiken zu verstehen und ihre Zukunft mitzugestalten“, wie Bundeskanzler Christian Stocker (ÖVP) per Aussendung mitteilte.

Christian Helmenstein, Chefökonom der Industriellenvereinigung, sieht in diesem Sinne in Künstlicher Intelligenz eine Schlüsseltechnologie unserer Zeit und erläutert, welche Rolle Österreich künftig dabei spielen könnte.


brutkasten: Herr Helmenstein, wie stehen Sie zu diesem Vorschlag der Bundesregierung ein internationales KI-Zentrum unter dem Dach der UNO nach Wien zu bringen?

Helmenstein: Die Initiative der Bundesregierung halte ich für einen ausgesprochen aussichtsreichen Vorstoß. Künstliche Intelligenz ist eine globale Schlüsseltechnologie, die nicht nur unsere Arbeitswelt, sondern unsere gesamte Lebensrealität durchdringen wird und weder an Staats- noch an Branchengrenzen haltmacht. Ein solches Zentrum sollte dazu beitragen, die Risiken besonders leistungsfähiger KI-Modelle beherrschbar zu machen, zugleich aber helfen, ihre politischen, ökonomischen und gesellschaftlichen Chancen zu erschließen.

Als einer von vier Amtssitzen der Vereinten Nationen bietet Wien dafür hervorragende Voraussetzungen und kann sein Profil als Standort internationaler Organisationen weiter schärfen. Hier hat auch die Internationale Atomenergie-Organisation ihren Sitz, die in der Debatte über eine globale KI-Aufsicht wiederholt als Vorbild genannt wird. Sie verbindet seit Jahrzehnten die Kontrolle einer Hochrisikotechnologie mit der Förderung ihrer friedlichen Nutzung. Genau an diesem Doppelmandat sollte sich auch ein KI-Zentrum orientieren.

Institutionell bewegt sich die Initiative allerdings in einem Spannungsfeld zweier Taktfrequenzen: Neue KI-Modellgenerationen folgen einander im Abstand weniger Monate, internationale Vereinbarungen reifen über Jahre. Wer das eine Tempo mit dem anderen verwechselt, schreibt Regeln für die Technologie von gestern. Ein KI-Zentrum muss daher mit dem Innovationstempo Schritt halten können.

Welche Bedeutung hätte das für den Standort Wien und Österreich?

Ein solches Zentrum wäre ein erheblicher strategischer Standortgewinn. Österreich wird realistischerweise nicht zu den weltweit führenden Entwicklungsstandorten großer KI-Basismodelle (Foundation Models) wie beispielsweise LLMs zählen. Dieses Rennen entscheiden Volkswirtschaften mit anderen Kapital- und Rechenkapazitäten. Sehr wohl aber kann Österreich international eine führende Rolle dabei spielen, KI sicher und produktiv nutzbar zu machen.

Und die Rolle von Wien konkret?

Wien könnte sich als Knotenpunkt für KI-Governance, KI-Anwendungen und den damit verbundenen Technologietransfer etablieren. Der eigentliche wirtschaftliche Mehrwert entsteht allerdings nicht durch das Türschild einer weiteren internationalen Institution, sondern durch die Forschungsprojekte, Investitionen und Kooperationen, die sie auslöst. Ein Zentrum, das nur tagt, belebt den Kongresstourismus. Ein Zentrum, das prüft, forscht und Anwendungen begleitet, zieht internationale Spitzenkräfte, Forschungseinrichtungen sowie innovative Unternehmen und damit Wertschöpfung an.

Das Thema „Rechenzentren“ wird oftmals emotional und kontrovers diskutiert: Gibt es Einwände gegen das KI-Zentrum?

Gegen die Zielsetzung per se nicht, wohl aber gegen eine Umsetzung ohne klares Profil. Das Feld ist zum Teil bereits besetzt, auch innerhalb der UNO, die erst im Vorjahr ein wissenschaftliches KI-Panel und einen globalen Dialog über KI-Governance eingerichtet hat. Genf, Sitz der Internationalen Fernmeldeunion und im Juli Gastgeber der ersten Dialogrunde, ist ein ernstzunehmender Mitbewerber. Ein Wiener Zentrum braucht daher ein eindeutig abgegrenztes Mandat mit operativem Zusatznutzen.

Gerade die Einbettung in die UNO bietet dabei eine besondere Chance. Die EU hat mit dem AI Act ihr Hauptaugenmerk auf Regulierung gelegt und die Fristen für Hochrisikosysteme inzwischen verschoben, unter anderem, weil die notwendigen technischen Standards noch nicht vorlagen. Die UNO kann demgegenüber zusätzlich die Perspektive der Entwicklungs- und Schwellenländer einbringen und den Zugang zu KI sowie ihren Nutzen für die wirtschaftliche Entwicklung stärker in den Vordergrund stellen.

Was bedeutet das für den Umgang mit den KI-Großmächten?

Darin liegt auch ein Schlüssel, um die führenden KI-Nationen einzubinden, allen voran die USA und China. Sie gewinnt man durch den erkennbaren Nutzen gemeinsamer Standards, nicht durch zusätzliche Auflagen allein. Wir brauchen internationale Sicherheitsstandards, aber keine internationale Innovationsbremse.

Was müsste Wien konkret tun, um sich als Zentrum für die Entwicklung und praktische Anwendung von KI zu positionieren? Und auch um praxisnahe Anwendungen in Wirtschaft und Verwaltung einzubringen?

Vielversprechend wäre es, an vorhandene Kompetenzen in Wien anzuknüpfen. Mit der UNIDO ist bereits eine UNO-Organisation ansässig, die sich intensiv mit dem Einsatz von KI für nachhaltige industrielle Entwicklung beschäftigt. Sie betreibt gemeinsam mit Partnern in Shanghai ein KI-Exzellenzzentrum für Industrie und Produktion, das den Technologietransfer in Entwicklungsländer unterstützt, und treibt zugleich im eigenen Haus die Nutzung von KI voran.

Economica unterstützt die UNIDO bei der praktischen Implementierung von KI in ihren Arbeitsabläufen. Aus dieser Zusammenarbeit wissen wir, welch hoher Stellenwert konkreten Anwendungen über die grundsätzlichen Fragestellungen hinaus zukommt. Dabei bestätigt sich: Auch im öffentlichen Sektor hängt die Akzeptanz von KI davon ab, dass Prozessänderungen erklärt werden und sensible Daten unter eigener Kontrolle bleiben. Ein Wiener KI-Zentrum könnte daher eine besonders wertvolle Brücke schlagen: zwischen globaler Governance, technologischer Innovation und ihrer praktischen Umsetzung in Unternehmen und öffentlicher Verwaltung.

Was bedeutet das schlussendlich für eine mögliche Ausrichtung des Zentrums?

Konkret hieße das, Sicherheitsstandards nicht nur zu formulieren, sondern an realen Anwendungen zu erproben und bewährte Lösungen in jene Länder zu tragen, denen dafür die Kapazitäten fehlen. Die besondere Chance Wiens liegt darin, zwei Welten zusammenzubringen, die einander bislang zu selten begegnen: die internationale Verständigung über die Spielregeln der KI und ihre konkrete Anwendung zur Steigerung von Produktivität, Wertschöpfung und Wohlstand. Regeln ohne Anwendung bleiben Papier. Anwendung ohne Regeln verspielt Vertrauen.

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