"Rette das Schweineherz", was hat das kleine Schwein falsch gemacht

Erinnern Sie sich an David Bennett, den Amerikaner, der sich Anfang des Jahres einer Schweineherztransplantation unterzogen hat?

Bildquelle: University of Maryland School of Medicine

Leider verstarb er als weltweit erster Patient einer Schweineherztransplantation zwei Monate nach der Operation.

Kürzlich gaben Forscher der University of Maryland bekannt, dass sie entdeckt hätten, dass das transplantierte Schweineherz das porcine Cytomegalovirus enthielt. Allerdings sei noch nicht sicher, ob das Virus in direktem Zusammenhang mit dem Tod des Patienten stehe. Sicher ist jedoch, dass die Organtransplantation bei Tieren noch weiterer Experimente und Forschung bedarf.

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Für Patienten, deren Organe schwer geschädigt sind und deren Funktionen versagen, ist eine Organtransplantation die einzige Hoffnung auf Wiedererlangung ihrer Gesundheit.

In unserem Land warten jedes Jahr Hunderttausende Patienten auf eine Organtransplantation, und einige sterben sogar, ohne auf einen geeigneten Spender warten zu können. Um das Problem des Organmangels zu lösen, arbeiten Wissenschaftler intensiv daran, die Schwierigkeiten der Xenotransplantation zu überwinden.

Organtransplantation ist seit langem ein Konzept

Die Idee der Organtransplantation ist nicht ausschließlich dem modernen Menschen vorbehalten. Schon vor Tausenden von Jahren hatten die Vorfahren der alten Zivilisationen die Idee der Organtransplantation. Neben medizinischen Vorstellungen spielte auch der Faktor der Machtverehrung eine Rolle. Die Sphinx mit Löwenkörper und menschlichem Gesicht, die Chimäre mit Löwenkopf und Ziegenkörper … Viele bekannte Monsterbilder bestehen aus Organen verschiedener Arten.

Chimäre auf einem Teller aus Apulien, ca. 350–340 n. Chr. (Louvre), Bildquelle: Wikipedia

Der erste Science-Fiction-Roman der Literaturgeschichte, „Frankenstein“, geschrieben 1818 von der britischen Schriftstellerin Mary Wollstonecraft Shelley, beschreibt einen riesigen menschlichen Körper, der aus Organen und Geweben verschiedener Leichen besteht. Verschiedene literarische und künstlerische Werke, die auf diesem klassischen „Monster“-Bild basieren, finden noch heute ihr Publikum.

Der erste Versuch einer Organtransplantation in der Medizingeschichte lässt sich auf die Renaissance zurückführen, als ein italienischer Chirurg namens Gaspare Tagliacozzi versuchte, einen Syphilispatienten mit einer „faulen“ Nase durch eine autologe Hauttransplantation zu retten.

Gaspare Tagliacozzi, Bildquelle: Wikipedia

Doch das Ergebnis war nicht zufriedenstellend. Die „transplantierte“ Nase war nicht kräftig genug und konnte beim Naseputzen herunterfallen. Erst im Jahr 1962 gelang es dem amerikanischen Arzt Joseph E. Murray, bei einer Nierentransplantation ein langfristiges Überleben zu erzielen, und die Organtransplantation wurde endlich zu einer medizinischen Methode, die Patientenleben retten konnte.

Warum Schweine die besten Spender sind

Von der Konzeption bis zur endgültigen Durchführung einer Organtransplantation gibt es drei große technische Schwierigkeiten.

Erstens handelt es sich bei einer Organtransplantation um eine Lebendtransplantation. Nach der Implantation in den Körper des Empfängers müssen die Blutgefäße sofort verbunden werden, um die Blutversorgung wiederherzustellen. Zweitens werden aus dem Körper entnommene Organe bei normaler Temperatur und Ischämie schnell inaktiviert und erfordern entsprechende Lagerungs- und Transportmethoden, um die Überlebenszeit der Organe außerhalb des Körpers zu verlängern. Drittens gibt es die bekannte Ablehnungsreaktion. Da das menschliche Immunsystem „fremde“ Organe angreift, kann es ohne Intervention zu einer Schädigung der transplantierten Organe und letztlich zu einem Transplantatversagen kommen.

Die ersten beiden Probleme wurden durch die Verbesserung chirurgischer Methoden und der Lagerungstechnologie gelöst, die Lösung der Abstoßungsreaktion ist jedoch viel komplizierter. Vor der Transplantation wird ein Abgleich des humanen Leukozytenantigens (HLA) durchgeführt. Eine Transplantation kann nur nach einer Übereinstimmung durchgeführt werden. Auch nach Abschluss der Transplantation muss der Empfänger über einen längeren Zeitraum hinweg immunsuppressive Medikamente einnehmen, um das langfristige Überleben des transplantierten Organs zu gewährleisten.

Wenn dies bei Organtransplantationen zwischen Menschen der Fall ist, wie löst die Xenotransplantation das Problem der Abstoßung?

Von den 1920er bis in die 1990er Jahre hatte man versucht, Nieren, Herzen und Lebern von Primaten für Transplantationen zu verwenden. Letztendlich scheiterten die Versuche jedoch aufgrund von Unterschieden in der Organgröße, Infektionskrankheiten und anderen Gründen.

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Warum werden Schweine zu Organspendern?

Schweine sind ins Blickfeld der Öffentlichkeit gerückt und gelten aufgrund ihrer hohen Produktivität, der kurzen Reifezeit und ihrer Organgröße, die denen des Menschen ähnelt, als die potenziellsten xenogenen Organspender.

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Allerdings ist es nicht so einfach, menschliche Herzen durch Schweineherzen zu ersetzen. Als Erstes muss das Kopfschmerzen verursachende Ablehnungsproblem gelöst werden. Wenn ein unbehandeltes Schweineherz in den menschlichen Körper gelangt, führt dies schnell zu einer Abstoßung des Super-Xenotransplantats, was direkt zum Verlust der Herzaktivität und anschließend zu einer langen chronischen Abstoßungsreaktion führt.

Bevor die Forscher Schweineherztransplantationen durchführten, schalteten sie mithilfe von Gen-Editing-Technologien drei Gene aus, die eine Immunabstoßung beim Menschen verursachen können, und fügten sechs Gene hinzu, die dem menschlichen Immunsystem dabei helfen, xenogene Organe anzunehmen. Nach der Operation muss der Patient außerdem Immunsuppressiva einnehmen, um das Schweineherz vor einem Funktionsverlust durch den Angriff des menschlichen Immunsystems zu schützen.

Zweitens wird die Technologie der Genom-Editierung auch dazu verwendet, wachstumsrelevante Gene auszuschalten, um zu verhindern, dass das Schweineherz nach dem Eintritt in den menschlichen Körper weiter wächst, was zu einer abnormalen Myokardhypertrophie führen würde.

Darüber hinaus muss sich der Spender vor der Transplantation einer strengen Infektionsdiagnose und mikrobiellen Tests unterziehen, um zu verhindern, dass mit der Organtransplantation Krankheitserreger in den menschlichen Körper gelangen und Krankheiten verursachen. Außerdem muss der Patient vor der Operation seine Gerinnungsfunktion regulieren, um zu verhindern, dass sich nach der Transplantation Blutgerinnsel in den Herzgefäßen des Schweins bilden.

Ist es der Anfang oder das Ende?

Obwohl sich David Bennetts Zustand nach der Operation stabilisierte und keine offensichtlichen Anomalien in der Funktion des Schweineherzens auftraten, verschlechterte sich der Zustand des Patienten plötzlich und am 9. März wurde sein Tod festgestellt.

Diese bahnbrechende Initiative verschaffte dem Patienten jedoch zwei Monate Leben, in denen er in Begleitung eines Physiotherapeuten sogar ein im Fernsehen übertragenes Rugbyspiel ansah.

Auch Bennetts Familie drückte ihr Verständnis und ihre Dankbarkeit für die Arbeit des Arztes aus und hoffte, dass seine Erfahrung letztendlich seinen Nachkommen helfen würde. „Wir hoffen, dass diese Geschichte eher der Anfang der Hoffnung als das Ende sein kann.“

Schweineherzklappen wurden bereits vor Jahrzehnten erfolgreich zur Behandlung von Herzkrankheiten eingesetzt und derzeit werden auch Leber- und Nierentransplantationen von Schweinen auf den Menschen versucht.

Nierentransplantation bei Schweinen, Bildquelle: BBC News

Doch Tadpole ist davon überzeugt, dass dieser mutige Versuch einer Schweineherztransplantation – wie andere bahnbrechende medizinische Behandlungen in der Geschichte der Menschheit – der Auftakt zu einer neuen Etappe in der Medizingeschichte sein muss und künftigen Patienten mit Sicherheit mehr Hoffnung auf Leben geben wird.

ENDE

Gutachter: Wang Xin, stellvertretender Chefarzt der Abteilung für Kardiologie, Volkskrankenhaus der Stadt Jilin.

Tadpole Musical Notation Originalartikel, bitte geben Sie beim Nachdruck die Quelle an

Herausgeber/Mein Nachbar Totoro