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Täglich sterben etwa 13 Menschen, während sie auf eine Nierentransplantation warten, weil es an Organspendern mangelt. Einige Wissenschaftler glauben jedoch, dass Schweine die Antwort sein könnten. In einem neuen Versuch, der laut Forschern der größte seiner Art ist, transplantierten Forscher Nieren von gentechnisch veränderten Schweinen in Affen, die eine Rekordzeit lebten.
Diese Wissenschaftler hoffen, dass ihre Proof-of-Concept-Studie, die diese Woche in der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurde, bald zu Versuchen am Menschen führen könnte.
In den Vereinigten Staaten stehen mehr als 90.000 Menschen auf der Warteliste für eine neue Niere, weil eine oder beide Nieren versagt haben. Weltweit leiden etwa 8 bis 16 % der Menschen an Nierenproblemen, und es ist eine der häufigsten Todesursachen, an der im Jahr 2019 mehr als 250.000 Menschen starben, wie Studien zeigen. Die Dialyse kann dabei helfen, Abfallstoffe und überschüssige Flüssigkeiten aus dem Blut zu entfernen, leistet jedoch nur 10 bis 15 % der Arbeit einer gesunden Niere, und Dialysepatienten haben ein 50-prozentiges Risiko, innerhalb von fünf Jahren nach Beginn der Behandlung zu sterben, wie Studien zeigen zeigen.
Ungefähr 170 Millionen Menschen in den USA haben sich als Organspender angemeldet, aber nur drei von 1.000 Menschen sterben nach Angaben der US-Regierung so, dass ihre Organe für eine Transplantation lebensfähig wären.
Wissenschaftler haben nach Alternativen gesucht, und mehrere Forscherteams haben experimentiert, um herauszufinden, ob Schweineorgane eine Option sein könnten, da sie anatomisch den menschlichen Organen ähneln und Schweine sich schnell vermehren.
Für die neue Studie wählten Wissenschaftler die Yucatan-Schweinerasse, weil sie ein ähnliches Gewicht wie die durchschnittliche amerikanische Frau hat: etwa 150 Pfund. Auch seine Niere ist etwa so groß wie die eines Menschen.
Die Wissenschaftler veränderten die Schweine genetisch, damit ihre Nieren auf eine andere Art übertragen werden konnten und die Wahrscheinlichkeit einer Abstoßung der Organe erhöht wurde. Selbst wenn ein Mensch einem anderen Menschen ein Organ spendet, muss der Empfänger für den Rest seines Lebens Medikamente einnehmen, um sein Immunsystem zu unterdrücken, damit sein Körper das Spenderorgan nicht abstößt.
Bei früheren Experimenten zur Spende von Schweinen an Primaten, selbst bei denen mit gentechnisch veränderten Schweinen, mussten Wissenschaftler eine erhebliche Anzahl immunsuppressiver Medikamente verwenden, was bedeutete, dass die Experimente nicht auf ein menschliches Organspendeexperiment übertragbar seien, sagten die Forscher. Aber bei diesem Versuch waren die genetischen Veränderungen so wirksam, dass sie nur etwa so viele Medikamente benötigten, wie ein Mensch vertragen konnte.
Drei Genveränderungen beim Schwein seien entscheidend gewesen, sagten die Forscher. Man hat den Teil der Gene ausgeschaltet, der Glykolantigene bildet, kettenartige Strukturen aus Zuckermolekülen, die den Körper des Empfängers dazu veranlassen könnten, die Niere abzustoßen. Andere Teams haben diese Art der Genbearbeitung verwendet, aber die Empfängertiere lebten nicht so lange.
Die Forscher, die hinter der neuen Studie stehen, sagen, dass zwei zusätzliche Genveränderungen der Schlüssel zur Verlängerung des Lebens der Affen in dieser Studie zu sein schienen.
Die zweite Änderung bestand darin, sieben menschliche Gene einzufügen, die die Abstoßungswege der Nieren regulieren. Die Forscher inaktivierten auch androgyne Retroviren – die Überreste alter Virusinfektionen, die beim Schwein latent oder inaktiv sind – um zu verhindern, dass sie aktiv werden, sobald das Organ in eine andere Spezies transplantiert wurde.
Die vollständige Kombination der Genveränderungen in Kombination mit den immunsuppressiven Medikamenten schien das zu unterstützen, was die Forscher als langfristiges Überleben betrachteten.
Das Team transplantierte Schweinenieren in mehr als 20 Affen, obwohl nicht alle Schweine alle Genänderungen aufwiesen.
Keiner der Affen, die Nieren von Schweinen ohne die sieben menschlichen Gene erhielten, überlebte länger als 50 Tage. Die Affen, die die vollständige Kombination erhielten, lebten viel länger: Fünf lebten länger als ein Jahr und einer lebte länger als zwei. Tests zeigten, dass die einzelne gespendete Niere anscheinend genauso gut funktionierte wie zwei natürliche Nieren.
„Wir sind die einzige Gruppe auf diesem Gebiet, die sich mit diesen Änderungen umfassend mit der Sicherheit und Wirksamkeit unseres Spenderorgans befasst“, sagte der Co-Autor der Studie, Dr. Mike Curtis, Präsident und CEO von eGenesis, einem Unternehmen, das an Innovationen auf dem Gebiet arbeitet Organtransplantation.
Curtis sagte, die Autoren der Studie würden in den nächsten Monaten mit der US-amerikanischen Food and Drug Administration zusammenarbeiten, um einen Weg für den Beginn klinischer Studien am Menschen zu finden.
Dr. Robert Montgomery, Direktor des NYU Langone Transplant Institute, glaubt, dass die neue Studie „einen wichtigen Beitrag zur Verbesserung des Überlebens umfassend gentechnisch veränderter Schweinenieren bei nichtmenschlichen Primaten“ darstellt.
Montgomery war nicht an der neuen Studie beteiligt, aber im Juli leitete er ein Team einem Menschen eine gentechnisch veränderte Schweineniere transplantiert. Das Organ funktionierte etwa zwei Monate lang, bevor es zu einem vorher festgelegten Zeitpunkt entfernt wurde. Es war der am längsten dokumentierte Fall einer Xenotransplantation – einer Transplantation zwischen zwei Arten – dieser Art.
Montgomery schrieb in einer E-Mail, dass die neue Studie eine gute Unterstützung für den Übergang zu klinischen Studien am Menschen „eher früher als später“ sei. Er warnt jedoch davor, dass die Einführung der „umfangreichen Reihe von Genänderungen“, die die Autoren an den Spenderschweinen vorgenommen haben, ein gewisses theoretisches Sicherheitsrisiko birgt.
„Unbeabsichtigte, vom Ziel abweichende Auswirkungen dieser Änderungen und inkonsistente Niveaus der Transgen-Expression zwischen Schweinen werden schwer zu beurteilen sein und eine belastende regulatorische Herausforderung darstellen“, schrieb er.
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Montgomery fügte hinzu, dass das nichtmenschliche Primatenmodell weiterhin umstritten sei, was die Frage betrifft, wie gut sich seine Ergebnisse auf eine Transplantation vom Schwein auf den Menschen übertragen lassen.
Andere kürzlich erfolgte Transplantationen vom Schwein auf den Menschen waren einigermaßen erfolgreich.
Im Januar 2022 transplantierten Forscher der University of Maryland einem 57-jährigen Mann aus Maryland das Herz eines gentechnisch veränderten Schweins. Der Mann litt an einer Herzerkrankung im Endstadium und aufgrund seiner Krankengeschichte war er nicht berechtigt, ein Herz von einem menschlichen Spender zu erhalten. Die Ärzte sagten, die Transplantation sei gut verlaufen, der Mann sei jedoch nach zwei Monaten gestorben.
Im September erhielt ein 58-jähriger Mann mit einer Herzerkrankung im Endstadium ein Spenderherz von einem gentechnisch veränderten Schwein und ist noch am Leben.
