Chirurgen der Universität von Alabama in Birmingham berichteten am Donnerstag, dass ihnen erstmals erfolgreich Nieren eines gentechnisch veränderten Schweins in den Unterleib eines 57-jährigen hirntoten Mannes transplantiert worden seien.
Die Ankündigung war die jüngste in einer Reihe bemerkenswerter Leistungen im Bereich der Organtransplantation. Anfang dieses Monats transplantierten Chirurgen der University of Maryland einem 57-jährigen Patienten mit Herzinsuffizienz ein Herz von einem genetisch veränderten Schwein. Dieser Patient lebt noch und steht unter Beobachtung.
Im September befestigten Chirurgen der NYU Langone Health eine Niere eines genetisch veränderten Schweins an einer hirntoten Person, die an ein Beatmungsgerät angeschlossen war. Obwohl es außerhalb des Körpers blieb, arbeitete die Niere 54 Stunden lang normal und produzierte Urin und Kreatinin, ein Abfallprodukt.
Über die UAB-Operation wurde im American Journal of Transplantation berichtet, dem ersten Mal, dass eine Organtransplantation vom Schwein zum Menschen in einer medizinischen Zeitschrift mit Peer-Review beschrieben wurde.
Nach Angaben des Operationsteams begannen die Schweinenieren nach etwa 23 Minuten zu funktionieren und Urin zu produzieren, und taten dies drei Tage lang, obwohl eine Niere mehr Urin produzierte als die andere.
Die eigenen Nieren der Patienten wurden entfernt, und es gab keine Anzeichen, die auf eine Abstoßung der Schweineorgane hindeuteten.
Dr. Jayme Locke, der leitende Chirurg, sagte, dass das Verfahren allen Schritten einer regulären Mensch-zu-Mensch-Transplantation genau gefolgt sei und dass kritische Sicherheitsfragen angesprochen worden seien, wodurch der Grundstein für eine kleine klinische Studie mit lebenden Patienten gelegt wurde dass sie hoffte, bis Ende des Jahres beginnen zu können.
Viele der früheren Operationen waren einzigartige Experimente und nicht Teil laufender Studien.
„Unser Ziel ist keine einmalige Maßnahme, sondern die Weiterentwicklung des Feldes, um unseren Patienten zu helfen“, sagte Dr. Locke, Direktor des UAB-Programms für inkompatible Nierentransplantationen. „Was für ein wunderbarer Tag wird es sein, wenn ich in die Klinik gehen kann und weiß, dass ich eine Niere für alle habe, die darauf warten, mich zu sehen.“
Alabama hat eine der höchsten Raten chronischer Nierenerkrankungen im Land: 2.348 Fälle pro Million Einwohner. Nierenerkrankungen sind häufig eine Folge von Diabetes oder Bluthochdruck und treten am häufigsten bei älteren Erwachsenen auf, aber sie betrifft überproportional Menschen mit Hautfarbe, Frauen und Menschen mit geringerer Bildung und geringerem Einkommen.
In Alabama sind die Raten von Nierenerkrankungen bei Erwachsenen im Alter von 45 bis 64 Jahren ungewöhnlich hoch. Nierenpatienten, die keine Transplantate von einem kompatiblen Spender erhalten, müssen sich etwa dreimal pro Woche einer mehrstündigen Dialysebehandlung unterziehen.
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„Nierenversagen ist hartnäckig, schwerwiegend und einschneidend, und wir glauben, dass es einer radikalen Lösung bedarf“, sagte Dr. Locke. Sie hofft, ihren Patienten innerhalb von fünf Jahren Schweinenierentransplantationen anbieten zu können, solange „wir jeden Meilenstein erreichen und es keine Rückschläge gibt“.
In der Abhandlung dankten sie und die anderen Autoren der Familie des hirntoten James Parsons für ihre Zustimmung zu der Forschung und sagten, sie würden diese Art von Studie nach Mr. Parsons benennen, einem registrierten Organspender aus Huntsville, der seine Organe unterstützte Verletzung bei einem Motorradrennen im September.
Verwandte beschrieben Herrn Parsons als eine gesellige Person, die es liebte, Menschen zu helfen, wann immer er konnte. Die Familie stimmte der Untersuchung sofort zu.
„Er wäre begeistert, so viele Menschen würden davon profitieren“, sagte die Schwester von Herrn Parsons, Amy Parsons Vaughn, in einem Interview. „So viele Menschen brauchen eine Niere.“
Mehr als eine halbe Million Amerikaner haben eine Nierenerkrankung im Endstadium und sind auf Dialyse angewiesen. Eine Transplantation ist die beste Behandlung für Nierenversagen, aber ein akuter Mangel an Spenderorganen lässt diese Option für die überwiegende Mehrheit der Patienten unerreichbar.
Mehr als 90.000 Menschen standen im letzten Sommer auf Wartelisten für eine Niere. Das Warten kann lang sein: In den Vereinigten Staaten werden jedes Jahr weniger als 25.000 Nierentransplantationen durchgeführt, und jeden Tag sterben mehr als ein Dutzend Menschen auf der Warteliste.
Forscher haben lange versucht, Organe in Schweinen zu züchten, die für die Transplantation in Menschen geeignet sind, und in den letzten Jahren haben neue Technologien wie Klonen und Gentechnik diese Vision der Realität näher gebracht.
Die Xenotransplantation, die Praxis, tierische Organe in Menschen zu implantieren, hat sich seit Jahrzehnten schubweise weiterentwickelt. In den letzten Monaten haben Chirurgen auf diesem Gebiet jedoch eine Reihe neuer Errungenschaften gemeldet.
An der NYU Langone experimentierten Chirurgen im September mit einer Niere, die einem Schwein entnommen worden war, das genetisch so verändert worden war, dass sein Gewebe keine aggressive menschliche Abstoßungsreaktion hervorrufen würde. Die Niere war am Oberschenkel des Patienten befestigt und schien zu funktionieren, indem sie wie eine Niere funktionierte und 54 Stunden lang Urin und Kreatinin, ein Abfallprodukt, produzierte.
Aber das erstaunlichste derartige Verfahren fand Anfang Januar am University of Maryland Medical Center statt. Der Patient, David Bennett Sr., hatte alle anderen Behandlungsmöglichkeiten ausgeschöpft und erhielt ein gentechnisch verändertes Schweineherz.
Er wurde am 11. Januar von einer Herz-Lungen-Bypass-Maschine entwöhnt. Es geht ihm gut und er hat das Organ des Tieres nicht abgestoßen, sagte Dr. Muhammad Mohiuddin, der wissenschaftliche Direktor des Herz-Xenotransplantationsprogramms der University of Maryland.
„Es sind jetzt 12 Tage vergangen und er macht Fortschritte – das Herz schlägt wie ein neues Herz“, sagte Dr. Mohiuddin. „Das ist, als hätten wir einen BMW-Motor in ein Auto aus den 1960er-Jahren eingebaut.“
Das Herz, das Mr. Bennett erhielt, stammte von einem Schwein, dessen Genom 10 Veränderungen unterzogen worden war, einschließlich der Entfernung von vier Genen, um eine Abstoßung und ein weiteres Wachstum des Organs zu verhindern.
Außerdem wurden sechs menschliche Gene in das Genom des Spenderschweins eingefügt, um dessen Organe für das menschliche Immunsystem verträglicher zu machen.
Die Schweine wurden von Revivicor, einer Tochtergesellschaft der United Therapeutics Corporation, zur Verfügung gestellt, die zur Finanzierung der Forschung beitrug und Zuschussgelder zur Unterstützung der Gehälter von Dr. Paige Porrett bereitstellte, der Erstautorin des Artikels, der die Nierentransplantation beschreibt, und außerordentliche Professorin für Transplantationschirurgie an UAB, sowie Dr. Locke und zwei weitere Studienautoren. Vier der anderen Autoren des Papiers sind Mitarbeiter von Revivicor.
Die Tatsache, dass diese Schweineorgane nicht zurückgewiesen werden, ist eine große Errungenschaft, sagten Experten.
„Die größte Angst in der Xenotransplantat-Gemeinschaft war eine hyperakute Immunabstoßung – dass Sie das neue Organ einsetzen und der Körper es sofort abstoßen würde“, sagte Dr. Mohiuddin.
Dr. Robert Montgomery, der Direktor des NYU Langone Transplant Institute, sagte, er begrüße die Gelegenheit, durch die Arbeit an anderen Zentren mehr über die Xenotransplantation zu erfahren.
„Ich bin besonders daran interessiert, welche neuen Informationen wir über die Funktion der Nieren lernen können, angesichts der signifikanten Unterschiede in den genetischen Modifikationen und dem Transplantationsprozess aus den von uns durchgeführten Studien“, sagte er.
Er und andere Chirurgen an der NYU Langone befestigten am 22. November eine weitere Schweineniere an einem hirntoten Patienten, sagte er.
Dr. Locke sagte, dass sie darauf geachtet habe, dass die experimentelle Nierenoperation an der UAB eine Standard-Allotransplantation oder Transplantation von Mensch zu Mensch widerspiegelt.
Die Organe des Schweins wurden in einer sterilen Operationsanlage entnommen, die den Zertifizierungsstandards für Humankrankenhäuser entspricht. Ein Kompatibilitätstest, der Standard vor jeder Transplantation ist, wurde entwickelt, um sicherzustellen, dass die hirntote Person nicht bereits Antikörper gegen das Schweineorgan hat, die eine Abstoßung verursachen würden.
Die Chirurgen entfernten auch die Nieren von Herrn Parsons, um sicherzustellen, dass sein Urin tatsächlich von der Niere des Schweins produziert wurde, und verabreichten ihm nur Standard-Immunsuppressiva, die bereits weit verbreitet bei Allotransplantationen verwendet wurden.
„Dies ist Teil eines größeren Programms, um sicherzustellen, dass wir dies auf verantwortungsvolle Weise in lebende Menschen einbringen können“, sagte Dr. Porrett, Direktor der klinischen translationalen Forschung am Transplantationsinstitut der UAB.
„Wir wollten das Ganze für eine Testfahrt an einem Menschen herausnehmen, damit wir, wenn wir es Patienten anbieten, ihnen in die Augen sehen und ihnen sagen können, dass wir das Beste getan haben, um sicherzustellen, dass wir wissen, wie das wird arbeiten.”