Gesundheitswesen und Xenotransplantation: Innovatoren verbessern Gesundheitsergebnisse

Innovatoren tun weit mehr als Bürokraten, um die Gesundheitsergebnisse zu verbessern.

Tdreißig Vor Jahren sprach ich auf einer Konferenz über Xenotransplantation – die Transplantation von Organen, Zellen oder Geweben zwischen Spezies – im Arden House der Columbia University. Die Teilnehmer waren begeistert von der Aussicht, tierische Organe zu verwenden, um den Organmangel zu lindern, der das lebensrettende Potenzial der Transplantation einschränkte. Leider war klar, dass die wissenschaftlichen Hindernisse für die Xenotransplantation hoch blieben. Dank jahrzehntelanger Forschung und wissenschaftlicher Innovation hat nun ein bahnbrechendes Experiment gezeigt, dass eine Xenotransplantation möglich ist. Diese innovative neue Quelle von Organen könnte Tausende von Leben retten, wo jahrelange Bemühungen der Regierung, die Versorgung zu erhöhen, gescheitert sind.

Chirurgen der NYU befestigten eine Niere von einem Schwein, die gentechnisch verändert worden war, um eine immunologische Abstoßung eines Menschen zu vermeiden. Wissenschaftler von Revivacor, einem Unternehmen, das seit zwei Jahrzehnten an der Xenotransplantation forscht, inaktivierten ein Gen, das normalerweise einen Zucker (Alpha-Gal) produziert, der bei vielen Säugetieren wie Schweinen, aber nicht beim Menschen auf der Zelloberfläche vorkommt. Alpha-Gal provoziert einen sofortigen Angriff und eine „hyperakute“ Abstoßung durch das menschliche Immunsystem. Revvicor fügte den Schweinen auch ein menschliches Gen hinzu, um ein Protein namens CD46 zu produzieren, um die Immunantwort eines menschlichen Empfängers zu mildern. Die gentechnisch veränderten Schweine namens GalSafe wurden im vergangenen Dezember von der FDA als Quelle für Medikamente und Lebensmittel zugelassen.

Die geneditierte Niere funktionierte sofort und filterte weiterhin Abfall und produzierte 54 Stunden lang Urin, ohne eine akute Abstoßung auszulösen. Wenn das Verfahren perfektioniert werden kann, um längerfristige Formen der Immunabstoßung zu vermeiden, werden Millionen von Amerikanern, die an Nierenversagen und anderen Krankheiten leiden, davon profitieren.

Chronische Nierenerkrankung (CKD) betrifft fast 15 Prozent der erwachsenen Bevölkerung – etwa 37 Millionen Menschen – und ist die neunthäufigste Todesursache in den Vereinigten Staaten, die mehr Todesfälle verursacht als Brust- oder Prostatakrebs. Jedes Jahr entwickeln sich etwa 125.000 CKD-Fälle zu einer Nierenerkrankung im Endstadium (ESRD) – einem erheblichen und irreversiblen Nierenversagen, das eine Nierenersatztherapie (Dialyse oder Transplantation) zum Überleben des Patienten erforderlich macht. CKD und ESRD treten bei Minderheiten wesentlich häufiger auf, wobei die Lebenszeitwahrscheinlichkeit, an einer ESRD zu erkranken, bei schwarzen Amerikanern etwa dreimal höher ist als bei weißen.

Über 726.000 Amerikaner haben ESRD. Die meisten werden mit Dialysegeräten behandelt, die Blut filtern, um Giftstoffe zu extrahieren und das chemische und flüssige Gleichgewicht aufrechtzuerhalten. Die Dialyse ist zwar lebensverlängernd, aber ein zeitaufwändiges, schwächendes Verfahren, das das normale Leben und die normale Beschäftigung beeinträchtigt. Die Nierentransplantation ist überlegen, ermöglicht den Organempfängern ein normaleres Leben und ist mit geringeren Kosten und besseren Langzeitergebnissen verbunden. Aufgrund des begrenzten Organangebots können jedoch nur etwa 23.000 Nierentransplantationen pro Jahr durchgeführt werden, weit weniger als der jährliche Anstieg der ESRD-Patienten.

117.000 Amerikaner warten auf Transplantationen verschiedener Organe, von denen 98.000 nach einer Niere suchen. Vierzehn potenzielle Nierenempfänger starben im Jahr 2020 jeden Tag, während sie auf der Liste warteten. Wenn mehr Organe zur Verfügung stünden, könnten diese Todesfälle vermieden werden und viele ESRD-Patienten, die derzeit zur Dialyse geschickt werden, könnten in die Liste aufgenommen werden. Aber trotz jahrelanger Bemühungen, die Versorgung zu erhöhen, gab es nie genug Nieren von Verstorbenen oder Lebendspendern, um herumzulaufen. Selbst die besten staatlichen Strategien werden nicht ausreichen, um den gegenwärtigen und zukünftigen Bedarf zu decken.

Im Jahr 2020 veröffentlichte das Department of Health and Human Services (HHS) als Reaktion auf eine Durchführungsverordnung von Präsident Trump endgültige Regeln zur Erhöhung der Nierenverfügbarkeit durch Beseitigung regulatorischer Barrieren, verstärkte Aufsicht über Organbeschaffungsorganisationen (OPOs) und Förderung von Lebendspenden . HHS schätzt, dass die neuen Vorschriften bis 2026 die Zahl der Nierentransplantationen um 4.500 pro Jahr erhöhen könnten.

Eine Analyse des Council of Economic Advisers ergab, dass selbst wenn 100 Prozent der verstorbenen potenziellen Spender zustimmen und 100 Prozent der gewonnenen Organe verwendet werden könnten – beides unrealistische Annahmen, da nur 50 Prozent der potenziellen Spender (oder deren Familien) der Spende zustimmen , und viele Nieren werden aus medizinischen Gründen verworfen – nur schätzungsweise 17.000 zusätzliche Nieren konnten von verstorbenen Spendern in den Vereinigten Staaten gewonnen werden.

CEAs realistischere Schätzung der Obergrenze der verfügbaren Nieren stammt aus Spanien, das über die besten Organbeschaffungssysteme der Welt verfügt. Wenn die Vereinigten Staaten Spaniens weltweit beste Rate an Nierentransplantationen von verstorbenen Spendern pro Million Einwohner erreichen würden, würde die US-Organversorgung um etwa 7.300 steigen. Die Überprüfung der Literatur durch CEA ergab, dass die wahrscheinliche Obergrenze für die Bemühungen zur Steigerung der Lebendspenderspende 900 zusätzliche Nieren pro Jahr betragen würde. Dieser daraus resultierende Anstieg um 8.200 (7.300 von verstorbenen Spendern plus 900 von lebenden Spendern) hätte bedeutende medizinische und gesellschaftliche Vorteile, die auf einen jährlichen Netto-Gegenwartswert von 16 Milliarden US-Dollar geschätzt werden. Dennoch würde das Angebot noch weit hinter den potenziellen Abnehmern zurückbleiben.

Eine Xenotransplantation von Schweinen könnte den Mangel beseitigen. Schweine haben erhebliche Vorteile. Mehr als 120 Millionen Menschen werden in den USA jedes Jahr für Nahrungszwecke geschlachtet, was es schwer macht zu argumentieren, dass es unethisch ist, Schweine als Organspender zu verwenden. Sie haben große Würfe, kurze Tragezeiten, schnelles Wachstum zur nutzbaren Größe und Organe, die menschlichen Organen ähnlich sind. Schweine könnten andere Organe als die Nieren liefern und eine Quelle für insulinproduzierende Pankreaszellen zur Behandlung von Diabetes sein.

Die Zeit wird zeigen, ob Schweine eine Quelle lebensrettender Organe und Zellen sein können. Wissenschaftliche Herausforderungen bleiben. Das jüngste Experiment hat gezeigt, dass eine sofortige hyperakute Abstoßung besiegt werden kann. Zwei zusätzliche Arten der Abstoßung, die verzögerte Abstoßung von Xenotransplantaten und die langfristige oder zelluläre Abstoßung – die sowohl bei Mensch-zu-Mensch- als auch bei Xeno-Transplantaten auftritt – müssen durch zusätzliche Gen-Editierung von Schweinespendern und den Einsatz von Immunsuppressiva angegangen werden. Die Forscher müssen auch sicherstellen, dass Infektionserreger wie Retroviren nicht vom Schwein auf den Menschen und anschließend auf die Allgemeinbevölkerung übertragen werden.

Weitere Innovationen zur Perfektionierung der Xenotransplantation werden der Schlüssel zur Behandlung von ESRD und zahlreichen anderen Krankheiten sein. Die Fortschritte bei der Xenotransplantation haben bestätigt, was die jüngste, rasante Entwicklung von COVID-19-Impfstoffen und -Therapeutika gezeigt hat: Wissenschaftliche Innovation ist der Schlüssel zur Verbesserung der Gesundheit.