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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Ein Mann in Accra sitzt in einer Garage und repariert einen alten Computer (c) refurbed
Schrotthändler Fuseini Yakubu arbeitet im informellen Sektor von Accra. (c) refurbed

Ein Blick auf Ghanas Hauptstadt Accra. Im sogenannten „informellen Sektor“ der E-Waste-Verarbeitung liegt Agbogbloshie, eine der größten Elektromüllhalden der Welt. Hier werden Berge an Elektroteilen gesammelt, sortiert, repariert und weiterverarbeitet. Das ist die Einstiegszene der neuen refurbed-Doku „fixed“.

Brennende Müllberge im globalen Süden sind Bilder, die uns in Europa bekannt sind und unser Narrativ über Elektroschrott prägen. Während kaputte Geräte in Europa sehr schnell als Müll betrachtet werden, was die Wegwerfgesellschaft ankurbelt, hat sich in Ghana durch den E-Müll eine formelle wie auch informelle Reparatur- und Recyclingwirtschaft entwickelt.

Um die unterschiedliche Wahrnehmung von E-Waste aufzuzeigen, hat ein Team rund um refurbed-Co-Founder Kilian Kaminski im April die erste eigene Doku „fixed – Accras Antwort auf Europas Elektroschrott“ vor Ort in Ghana gedreht.

Elektroschrott als Krise, aber auch als Ressource

„In den letzten Jahren drehten sich Gespräche rund um Nachhaltigkeit oft um CO2-Emissionen, und das ist auch wichtig. Aber im Hintergrund brodelt eine weitere Krise, die ständig wächst: der Elektroschrott. Dazu gehören Berge von ausrangiertem Elektroschrott, giftige Umgebungen und Gemeinschaften, die für Konsumgewohnheiten bezahlen müssen, die sie selbst gar nicht verursacht haben“, hält Kaminski in seinen Begrüßungsworten bei der Präsentation der Dokumentation fest.

Gleichzeitig hat der E-Schrott eine innovative Reparaturkultur in Ghana entwickelt. Dr. Michael Osei Asibey, Experte für Umweltpolitik an der ghanaischen KNUST-Universität, forscht seit Jahren intensiv zum Recyclingsektor und plädiert im Film für ein radikales Umdenken. Seine prägnante Formel „Waste is a resource in the wrong place“ (Abfall ist eine Ressource am falschen Ort) bringt das Kernanliegen der Dokumentation auf den Punkt: Elektronik darf kein kurzlebiges Wegwerfprodukt sein. Vielmehr müssen wir ausgediente Geräte als wertvolle Materiallager begreifen, die dauerhaft in einem Kreislaufsystem gehalten werden.

Co-Founder von refurbed Kilian Kaminski (r.) bei den Dreharbeiten in Ghana. (c) refurbed

Vielschichtige Blockaden der Kreislaufwirtschaft

Politische, wirtschaftliche, aber auch gesellschaftliche Blockaden verhindern in Europa die Umsetzung von flächendeckenden Kreislaufwirtschaften. Kaminski sieht Blockaden in der Politik vor allem darin, dass der Fokus meist auf kurzfristigen Themen liegt. „Man konnte das gut im März 2020 beobachten, als Covid kam. Plötzlich waren Nachhaltigkeit und die Kreislaufwirtschaft nicht mehr die wichtigen Themen. Das Thema Nachhaltigkeit wird immer als ein Zukunftsproblem behandelt, obwohl es eigentlich ein aktuelles Problem ist, weil wir jetzt dagegen vorgehen müssen“, so der Co-Founder von refurbed.

Unternehmen seien gefragt, auf langlebige Produkte zu setzen. Die Praxis der künstlichen Obsoleszenz – also das bewusste Kaputtgehen von Geräten für schnellere Upgrades – sollte nicht weiter gefördert werden.

„Und als Privatpersonen sollten wir wirklich überdenken: Was und wie konsumieren wir? Behalten wir vielleicht ein Produkt länger? Geben wir alte Produkte weiter? Also einfach ein Verständnis zu entwickeln, dass der Wert des Gerätes viel höher ist, als wir eigentlich denken. Es geht nicht nur um den finanziellen Wert. Die Rohstoffe, die in den Produkten sind, haben einen sehr langen Lebenszyklus und kommen oftmals aus der gesamten Welt zurück zu einem Ort.“

Durch die Dokumentation soll ein differenzierteres Bild von E-Waste geschaffen werden. (c) refurbed

Kreislaufwirtschaft als Thema für Startups

Im Thema Kreislaufwirtschaft stecke für Startups und Jungunternehmen laut Kaminski gerade sehr viel Potenzial. Es sei nur eine Frage der Zeit, wann die Wirtschaft den Fokus auf diese Themen lege. „Wir stehen mit der Kreislaufwirtschaft ganz am Anfang. Und ich glaube, jetzt kann man vor allem die großen Unternehmen speziell mit Geschäftsmodellen, die die Kreislaufwirtschaft im Herzen haben, viel mehr challengen, als mit Geschäftsmodellen, die einfach dasselbe machen, wie es seit 100 Jahren gemacht wurde. Und das beinhaltet ja am Ende des Tages ganz viele Nachhaltigkeitsthemen, egal ob es Energie oder Rohstoffe sind.“

Auf die Frage, welches Problem Kaminski heute als Startup lösen würde, antwortet er: „Ich würde nach wie vor den E-Waste bekämpfen.“

Über refurbed

Ziel des 2017 von Peter Windischhofer, Kilian Kaminski und Jürgen Riedl in Wien gegründeten Unternehmens refurbed ist es, den Konsum in ganz Europa dauerhaft zu verändern. Mittlerweile ist das Scaleup in 24 europäischen Ländern aktiv und zählt zu den führenden Online-Marktplätzen für generalüberholte Produkte.

Die ganze Dokumentation von refurbed wurde gestern auf YouTube veröffentlicht und vorab präsentiert.

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