Xenotransplantation – Durchbruch bei der Verpflanzung von Schweineherzen

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Münchner Forscher konnten bei der Xenotransplantation – der Verpflanzung von Schweineherzen zunächst in Affen und dann in Menschen – einen Durchbruch erzielen.

Manchmal braucht man im Leben Alternativen, das weiß auch Bruno Reichart, emeritierter Professor vom Klinikum der Ludwig-Maximilians-Universität München. Mit einem interdisziplinären Team aus Wissenschaftlern arbeitet der bekannte Herzchirurg seit zwei Jahrzehnten an der Entwicklung der Xenotransplantation. Nun ist es ihm mit einem internationalen Team erstmals gelungen, genetisch veränderte Schweineherzen lebenserhaltend in Paviane zu verpflanzen. Schließlich ersetzte das Schweineherz tatsächlich langfristig das Pavianherz.

 

Xenotransplantation statt Organmangel

Wie eingangs beschrieben bezeichnet der Begriff Xenotransplantation die Verpflanzung von genmodifizierten Schweineherzen zunächst in Affen und letztendlich in Menschen. Den entscheidenden Zwischenschritt haben die Forscher nun wirklich geschafft, was Optimisten bereits als finalen Erfolg feiern, nicht zuletzt deswegen, weil das Organmangel-Problem immer ernster wird.

Denn nun konnten Paviane durch die Xenotransplantation mit den genetisch modifizierten Schweineherzen bis zu sechseinhalb Monate überleben. „Das war ein Ersatz des Herzens, das ist das Neue!“, sagt Bruno Reichart. Bislang starben in entsprechenden Versuchen etwa 60 Prozent der Tiere binnen zwei Tagen.

 

Die Kunst, die Schweineherzen zu erhalten

Bisher wurden Schweineherzen nach Entnahme einmal mit Lösung durchströmt und dann nur auf Eis gelagert. Danach verpflazten sie die Chirurgen in den Pavianen, was somit der gängigen Technik bei klinischen Herztransplantationen entspricht. Doch vor kurzem dämmerte es den Wissenschaftlern, dass Schweineherzen, wie Reichart erklärt, „nach der Entnahme schwieriger zu erhalten sind als Menschenherzen.“

Die Kunst der Organerhaltung liegt in einem neuen Procedere, bei der das Organ „bei acht Grad Kälte andauernd, während der Implantation alle fünfzehn Minuten mit Sauerstoff und einer speziellen Nährlösung versorgt wird.“ Und zwar über eine spezielle Herz-Lungen-Maschine von Experten der Universität im schwedischen Lund. In aller Ruhe können die Ärzte nun den Empfänger des Organs vorbereiten und dann das Schweineherz einsetzen. „Es schlägt dann in den Pavianen von der ersten Sekunde an gut und regelmäßig“, erklärt der Münchner Arzt weiter.

Schließlich gibt es einen zweiten Schlüssel des jetzigen Erfolgs. Denn die Forscher erkannten, dass die Schweineherzen entsprechend der Größe von Schweinen wachsen. Dies sprengt dann rasch den Pavianbrustkorb, wodurch auch die benachbarte Leber gestaut wird, die dann schließlich versagt. Doch durch die Gabe eines bestimmten Medikaments – dem Rapamycin – ließ sich das Herzwachstum stoppen. Letztendlich überlebten bei guter bis bester Gesundheit vier von fünf Pavianen nach der Xenotransplantation. Dies gelang für mindestens drei Monate, allerdings bis maximal sechs Monate.

 

Moderate Immunsuppression nach der Xenotransplantation

Das Erbgut der Spenderschweine haben die Experten um Eckhard Wolf vom Genzentrum der LMU zusammen mit einem amerikanischen Team dreifach verändert. Die Modifikationen zielen darauf ab, die Blutgerinnung zu modulieren und die heftigen Abstoßungsreaktionen zu unterdrücken, die ein Empfänger gegen Organe aus einer anderen Tierart entwickelt.

Die Paviane benötigten erstaunlicherweise nach der Transplantation keine Immunsuppression, die grundsätzlich nach der Transplantation menschlicher Spenderorgane medikamentös durchgeführt wird.

„Das wäre ein großer Vorteil der Xenotransplantation“, sagt Prof. Reichart, „denn diese Medikamente zerstören in einem bedeutenden Prozentsatz auf Dauer die Nieren der Empfänger.“ Die Paviane benötigten lediglich einen Antikörper und ein weiteres Medikament, die ihr Immunsystem dämpfen. Weitere Vorteile der Xenotransplantation: Der Nachschub an Spenderherzen wäre gesichert. Und eine Transplantation würde zu einer planbaren Operation werden.

 

Xenotransplantation für den Menschen

Die Wissenschaftler wollen jetzt daran arbeiten, die Spenderherzen und das Procedere der Xenotransplantation weiter zu verbessern. Damit wollen die mikrobiologische Sicherheit gewährleisten. Wie bisher werden auch die künftigen Studien unterstützt von der Deutschen Forschungsgemeinschaft. Letztendlich will man im Rahmen einer klinischen Studie den ersten menschlichen Patienten mit einem solchen Schweineherzen bereits in drei Jahren behandeln, meint Prof. Reichart.

Literatur:

Matthias Längin, Tanja Mayr, Jan-Michael Abicht. Consistent success in life-supporting porcine cardiac xenotransplantation. Nature (2018), Letter | Published: 05 December 2018
http://dx.doi.org/10.1038/s41586-018-0765-z


Quelle: Klinikum der Universität München (LMU), Transregional Collaborative Research Center 127
www.med.uni-muenchen.de

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