Was ist die Zukunft der Xenotransplantation? Erstmals Schweineleber oder -niere in den Menschen transplantiert

Die ersten Erfolge bei der Transplantation von Schweineorganen an lebende Menschen im März dieses Jahres haben Wissenschaftlern die Hoffnung gegeben, dass klinische Versuche mit diesen Verfahren bald Realität werden könnten. Was ist der Weg zur klinischen Anwendung der Xenotransplantation?

Ist es Schweineleber?

Am 10. März 2024 wurde einem 50-jährigen klinisch toten Mann zum ersten Mal eine Schweineleber transplantiert. Der neunstündige Eingriff wurde im chinesischen Militärkrankenhaus Xijing durchgeführt. Dem Mann wurde mit Zustimmung seiner Familie eine 700 Gramm schwere Leber von einem gentechnisch veränderten Miniatur-Bamaschwein implantiert. Durch insgesamt 6 Veränderungen wurden 3 Kohlenhydrate auf der Zelloberfläche des Schweins durch 3 menschliche Oberflächenproteine ersetzt.

Die Lebern blieben 10 Tage lang mit dem Blutkreislauf des Empfängers verbunden, dann wurde das Experiment wie geplant beendet. Der Empfänger erhielt während dieser Zeit immunsuppressive Medikamente, und seine eigene funktionierende Leber wurde im Körper belassen. Farbe und Beschaffenheit der Schweineleber erschienen physiologisch, und die Leber war in der Lage, mehr als 30 ml Galle pro Tag auszuscheiden, was darauf hindeutet, dass sie funktionsfähig war. Die Forscher werden demnächst eine vollständige Transplantation bei einem anderen klinisch toten Patienten durchführen und ihm seine eigene Leber entnehmen.

Erfolgreiche Nieren-Xenotransplantation

Der erste lebende Empfänger einer Schweineniere war Richard Slayman, ein 62-jähriger Amerikaner mit Nierenversagen im Endstadium. Slayman erhielt 2018 ein Nierentransplantat von einem menschlichen Spender, das jedoch allmählich zu versagen begann, so dass der Patient wieder auf die Dialyse angewiesen war. Nun erhielt er eine Miniatur-Schweineniere mit einer Rekordzahl von 69 genetischen Veränderungen. Dabei wurden 3 Gene für Oberflächenkohlenhydrate, die vom menschlichen Immunsystem als fremd erkannt werden, entfernt und 7 Gene für die Proteinproduktion, die eine Abstoßung des Transplantats verhindern helfen, hinzugefügt. Die übrigen 59 Modifikationen inaktivierten die in das Schweinegenom integrierten Viren.

Der chirurgische Eingriff dauerte vier Stunden, und die Schweineniere färbte sich sofort rosa und begann Urin zu produzieren, als sie an den Blutkreislauf des Patienten angeschlossen wurde, was darauf hindeutet, dass die Transplantation erfolgreich war. Vier Tage nach dem Eingriff sank die Kreatininkonzentration im Blut des Empfängers von fast 900 auf etwa 200 μmol/L. Der Patient nimmt Immunsuppressiva ein, und bisher wurden keine Anzeichen einer Transplantatabstoßung festgestellt.

Herzersatz

Die erste erfolgreiche Xenotransplantation eines Herzens fand im Januar 2022 an der University of Maryland School of Medicine Surgery statt. Das neue Herz wurde dem 57-jährigen David Bennett, einem Patienten mit Herzinsuffizienz im Endstadium, gegeben, der damals an einen extrakorporalen Kreislauf angeschlossen war. Das transplantierte Herz funktionierte volle 7 Wochen nach der Operation ohne Anzeichen einer akuten Transplantatabstoßung. Dann trat jedoch ein akutes diastolisches Versagen auf, und der Patient starb schließlich 2 Monate nach dem Eingriff. Für das Transplantatversagen war offenbar ein Zusammenspiel mehrerer Faktoren verantwortlich. Der wichtigste Faktor war wahrscheinlich der schlechte körperliche Zustand des stark immungeschwächten Patienten, der die Verabreichung einer wirksamen Prophylaxe der Transplantatabstoßung einschränkte. Darüber hinaus war es notwendig, dem Patienten zweimal intravenös Immunglobuline zu verabreichen, als er infektionsgefährdet war, was wahrscheinlich zur Schädigung des Myokards beitrug. Das latente Cytomegalovirus war auch im Schweineherz vorhanden, und seine Reaktivierung, gefolgt von entzündlichen Prozessen, könnte nach Einschränkung der antiviralen Prophylaxe, die der Patient nicht vertrug, erfolgt sein. Dennoch scheint das Virus den Patienten nicht infiziert zu haben, und es wurde auch keine Ausbreitung des Virus auf andere Körperregionen beobachtet.

Ein langer Weg zur klinischen Anwendung

Alle bisherigen Xenotransplantationen wurden entweder an klinisch toten Patienten oder aus "compassionate grounds" durchgeführt, d. h. an Patienten im Endstadium, bei denen alle anderen therapeutischen Möglichkeiten ausgeschöpft wurden. Die Forscher hoffen nun auf eine behördliche Genehmigung für größere klinische Versuche zur Xenotransplantation. Sie planen, die Genehmigung für Studien über Schweinenierentransplantationen, Kinderherztransplantationen und die Verwendung von Schweinelebern zu beantragen, die extrakorporal an den Blutkreislauf des Empfängers angeschlossen werden.

Was sind die Risiken der Xenotransplantation?

Eines der Hauptanliegen der US Food and Drug Administration (FDA) ist das Risiko einer Infektion des Empfängers mit Schweinepathogenen. Daher werden gentechnisch veränderte Schweine, die für die Organproduktion bestimmt sind, regelmäßig auf virale, bakterielle und mykotische Erreger getestet. Es besteht auch die Möglichkeit, dass latente Viren, die in das Schweinegenom integriert sind, reaktiviert werden. Obwohl dieses Phänomen weder bei Affen noch bei klinisch toten Menschen, denen Schweineorgane mit denselben Modifikationen transplantiert wurden, beobachtet wurde, deuten einige Laborexperimente darauf hin, dass eine Übertragung latenter Viren auf menschliche Zellen oder immungeschwächte Mäuse möglich ist. Richard Slayman und sein Umfeld stehen daher weiterhin unter genauer Beobachtung

Musik der Zukunft

Das Ziel der Biotechnologen, die Schweine für die Organproduktion entwickeln, ist es, genetische Veränderungen so zu kombinieren, dass der Organempfänger überhaupt keine Immunsuppressiva einnehmen muss. Der Molekularbiologe Wenning Qin von eGenesis, dem Unternehmen, das Richard Slayman die transplantierte Niere zur Verfügung stellte, bemerkte dazu: "Man hat immer gesagt, dass Xenotransplantationen vor der Tür stehen, und das werden sie auch immer tun. Aber jetzt haben wir jemanden in unserer Mitte, der eine Schweineniere in seinem Körper trägt. Das ist einfach erstaunlich."