Derzeit läuft im Massachusetts General Hospital (USA) eine einzigartige klinische Studie. Ärzte transplantierten gentechnisch veränderte Schweine in sechs Patienten mit schweren Verbrennungen. Die ersten Operationen wurden bereits im Oktober durchgeführt, und die endgültigen Ergebnisse des Experiments werden im Juli veröffentlicht. Gleichzeitig werden in China Freiwillige für die Transplantation innerer Organe gentechnisch veränderter Ferkel geschult. In der Zwischenzeit wird die genetische Verträglichkeit von Schweinezellen mit menschlichen Zellen unter Laborbedingungen getestet. RIA Novosti untersucht, ob Transplantationen zwischen Arten erfolgreich sind und wie Wissenschaftler sichergestellt haben, dass die Haut von Tieren vom menschlichen Körper nicht abgestoßen wird.
Überlebe mit dem Herzen eines anderen
Die erste erfolgreiche Transplantation zwischen Arten fand bereits 2013 statt. Dann transplantierten amerikanische Forscher gentechnisch veränderte Schweineherzen in die Bauchhöhle von fünf Anubis-Pavianen und ließen ihre eigenen zurück. Den Spendertieren fehlte das 1,3-Galactosyltransferase-Enzymgen, das sich auf der inneren Auskleidung der Gefäße aller Säugetiere mit Ausnahme von Primaten befand. Die Produktion von Antigenen gegen diese Substanz könnte zur Bildung von Blutgerinnseln bei Affen führen, die neue Organe erhalten haben.
In den Zellen von Spenderschweinen wurden auch humane Versionen von zwei Proteinen, Thrombomodulin (CD141) und CD46, hergestellt. Die erste verhindert die Blutgerinnung nach der Operation, die zweite blockiert die Immunantwort und schützt so Fremdgewebe vor Zerstörung.
Infolgedessen lebte einer der am Experiment teilnehmenden Paviane fast drei Jahre lang mit einer fremden Orgel.
Vier Jahre später erschwerten die Forscher die Aufgabe: 14 Pavianherzen wurden durch Schweineherzen ersetzt. Die ersten zehn operierten Affen starben innerhalb von 40 Tagen nach dem Eingriff - hauptsächlich an Leber- oder Herzinsuffizienz.
Dann begannen die Forscher, Organe an Affen zu transplantieren, die vor der Transplantation an einen speziellen Apparat angeschlossen wurden. Er pumpte eine sauerstoffhaltige Mischung aus Blut und Nährstoffen durch sie. Außerdem erhielten alle operierten Affen spezielle Medikamente, um das Wachstum der Schweineherzen zu verlangsamen. Ansonsten wurden sie sehr groß und beschädigten benachbarte Organe.
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Infolgedessen lebten zwei Paviane drei Monate nach der Transplantation und zwei weitere sechs Monate. Der Grund für den Tod von Tieren ist die Größe der transplantierten Herzen. Sie haben sich seit der Operation fast verdoppelt, und bei den Affen begann eine Gewebenekrose.
Menschliche Teile
Im Jahr 2019 berichteten chinesische Wissenschaftler, dass sie eine Schweinerasse entwickelt hatten, deren Organe sicher auf den Menschen übertragen werden konnten. In ihrer DNA sind das 1,3-Galactosyltransferase-Gen und ein spezifisches endogenes Schweinevirus (PERV), eine Region, die in die Genome fast aller bekannten Rassen dieser Tiere eingebettet ist, deaktiviert.
Experimente haben gezeigt, dass Schweinefleisch und menschliche Zellen, wenn sie gemeinsam kultiviert werden, mit diesem Virus infiziert sind. Infolgedessen produziert PERV in ihnen RNA und die Anzahl seiner Kopien im Genom nimmt zu. Solche infizierten Zellen können das Virus durchaus auf gesunde Zellen übertragen. Dies bedeutet, dass bei der Transplantation großer Schweineorgane - beispielsweise Herz- oder Leberinfektionen - eine Infektion nicht ausgeschlossen ist. Und wie der menschliche Körper darauf reagieren wird, ist unbekannt.
GV-Ferkel, die genetisch mit Menschen kompatibel sind. Es wird angenommen, dass ihre Organe auf Menschen transplantiert werden können.
Darüber hinaus arbeiten acht menschliche Gene aktiv in der DNA künstlich gezüchteter Tiere, und diejenigen Teile des Genoms, die während der Transplantation von Schweineorganen auf den Menschen eine Immunabstoßung verursachen könnten, werden ausgeschaltet. Gleichzeitig schließen Wissenschaftler nicht aus, dass das Immunsystem von Patienten dennoch auf fremde Organe reagieren kann, indem es seltene Proteine in ihren Zellen erkennt. Dies kann jedoch mit Immunsuppressiva behandelt werden.
Laut den Forschern wird das Unternehmen im Sommer präklinische Studien durchführen und in den nächsten fünf Jahren damit beginnen, die Transplantation von Schweineorganen beim Menschen zu testen.
Neue Haut
Die erste Person, die eine tierische Organtransplantation erhielt, war ein Amerikaner mit ausgedehnten Körperverbrennungen. Sein Name wurde noch nicht bekannt gegeben. Im Oktober 2019 erhielt er im Massachusetts General Hospital die Haut eines gentechnisch veränderten Schweins mit einer Größe von fünf mal fünf Zentimetern. Mit diesem Pflaster verbrachte er unter Aufsicht von Ärzten fünf Tage, in denen die Forscher keine Komplikationen feststellten. Dann wurde die Haut entfernt und die Anti-Verbrennungs-Behandlung fortgesetzt.
Die Transplantation wurde im Rahmen einer klinischen Studie durchgeführt, die zum zweiten Mal von XenoTherapeutics durchgeführt wird. Nach Angaben der FDA (dem amerikanischen Äquivalent des Gesundheitsministeriums) werden die endgültigen Ergebnisse dieser Tests bis Mitte Juli bekannt sein.
Das Experiment verwendet die Haut von Schweinen, bei denen das 1,3-Galactosyltransferase-Gen deaktiviert ist. Daher ist die menschliche Immunität toleranter gegenüber ihren Zellen und es gibt keine sofortige Abstoßung des tierischen Organs.
Neben Schweinen erhielt der Patient auch eine Hauttransplantation von einer toten Person. Nach fünf Tagen entfernten die Wissenschaftler beide Pflaster und stellten keinen Unterschied zwischen dem Zustand der darunter liegenden Wunde fest. Dies deutet darauf hin, dass das Immunsystem das Organ des Tieres für einen Menschen genommen hat. Der Patient erhielt dann Hauttransplantationen von seinem eigenen Oberschenkel und die Wunde heilte erfolgreich.
Die Forscher hoffen, dass Schweinsleder in naher Zukunft bei schweren und ausgedehnten Verbrennungen als temporäres Pflaster verwendet werden kann.
Alfiya Enikeeva
