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MIT Technology Review News

Xenotransplantation: Schweineniere mit nur einer Genveränderung in Patientin eingesetzt

Eine Frau in den USA erhielt als zweite lebende Person eine Schweineniere. Bei der Produktion der Niere wurde ein neuer Ansatz gewählt.

Von MIT Technology Review Online
5 Min.
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Die Chirurgen während der Transplantation der Schweineniere. (Foto: Joe Carrotta/NYU Langone Health)

Vor gut einem Monat erhielt Richard Slayman als erste lebende Person eine Niere eines geneditierten Schweins. Jetzt haben Ärzt:innen in den USA eine solche Transplantation bei einer zweiten Patientin durchgeführt. Empfängerin des Spenderorgans ist Lisa Pisano, eine 54-jährige Frau aus New Jersey. Die bei ihr eingesetzte Schweineniere hat ausschließlich eine einzige genetische Veränderung, wie die Forscher:innen vom medizinischen Zentrum Langone Health der New York University (NYU) berichten. Durch diesen Ansatz hofft man, die Produktion von Schweinenieren für solche Xeno­trans­plantationen genannten Eingriffe zu vereinfachen.

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Bei Xeno­trans­plantationen werden tierisches Gewebe oder Organe auf andere Spezies übertragen, letztlich auch auf den Menschen, wie in diesem jüngsten Fall. Die Idee ist es, den Mangel an menschlichen Spenderorganen zu reduzieren oder den Zeitraum zu überbrücken, bis ein passendes menschliches Spenderorgan zur Verfügung steht.

Herzpumpe und Nieren­transplantation

Die Patientin Pisano litt an einer Herzinsuffizienz und einer Nierenerkrankung im Endstadium. Sie unterzog sich für die Xeno­trans­plantation zwei Operationen: Bei der ersten wurde ihr eine Herzpumpe eingesetzt, um ihren Kreislauf zu verbessern. Bei der zweiten wurde die Nieren­transplantation durchgeführt. Pisano ist noch immer in stationärer Behandlung im Krankenhaus, aber es gehe ihr gut. „Ihre Nierenfunktion ist zwölf Tage nach der Transplantation perfekt, und sie hat keine Anzeichen einer Abstoßung“, sagte Robert Montgomery, Direktor des NYU Langone Transplant Institute, der die Transplantation leitete, auf einer Pressekonferenz.

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Pisano war per Videoübertragung vom Krankenhausbett zugeschaltet und ergänzt: „Ich fühle mich fantastisch.“

Sie ist insgesamt die vierte lebende Person, die ein Schweineorgan erhalten hat. Zwei Männer, die in den Jahren 2022 und 2023 am University of Maryland Medical Center eine Herztransplantation erhielten, starben beide innerhalb weniger Monate nach Erhalt des Organs. Slayman, dem ersten Schweinenieren­empfänger, geht es immer noch gut, sagt Leonardo Riella, medizinischer Direktor für Nieren­trans­plantation am Massachusetts General Hospital, wo sich Slayman der Transplantation unterzogen hat.

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„Es gibt eine vielversprechende Zukunft, in der allen 100.000 Amerikanern auf der Warteliste für Nieren­trans­plantationen und vielleicht sogar den 500.000 Patienten in den USA, die an der Dialyse hängen, routinemäßig eine Schweineniere als eine ihrer Optionen angeboten wird“, sagt Andrew Cameron, ein Trans­plantations­chirurg am Johns Hopkins Medicine in Baltimore.

Alle lebenden Patient:innen, die ein Schweineherz oder eine Schweineniere erhalten haben, bekamen die Organe im Rahmen des FDA-Programms für erweiterten Zugang, das es Patient:innen mit lebensbedrohlichen Erkrankungen ermöglicht, Prüfpräparate außerhalb klinischer Studien zu erhalten. Aber die Patient:innen könnten bald eine weitere Möglichkeit haben. Sowohl das Johns Hopkins als auch die NYU wollen im Jahr 2025 mit klinischen Studien beginnen.

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Transplantation einer Schweineniere.

Das Besondere an dieser Schweineniere ist, dass sie lediglich eine genetische Modifikation besitzt. (Foto: Joe Carrotta/NYU Langone Health)

Gefahr der Abstoßung

In den kommenden Wochen werden die Ärzt:innen Pisano engmaschig auf Anzeichen einer Organabstoßung überwachen. Diese tritt auf, wenn das Immunsystem des:der Empfänger:in das neue Gewebe als fremd identifiziert und beginnt, es anzugreifen. Das ist schon bei menschlichen Nieren­trans­plantaten ein Problem. Aber das Risiko ist noch größer, wenn das Gewebe von einer anderen Spezies stammt.

Um eine Abstoßung zu verhindern, haben die Unternehmen, die diese Schweine züchten, genetische Veränderungen vorgenommen, um das Gewebe weniger fremd erscheinen zu lassen und die Wahrscheinlichkeit eines Immunangriffs zu verringern. Es ist jedoch noch nicht klar, wie viele genetische Veränderungen notwendig sind, um eine Abstoßung zu verhindern.

Slaymans Niere stammt von einem Schwein, das von eGenesis, einem Unternehmen mit Sitz in Cambridge, Massachusetts, entwickelt worden ist. Diese Niere weist 69 Veränderungen auf. Die meisten dieser Modifikationen zielen darauf ab, die virale DNA im Genom des Schweins zu inaktivieren, um sicherzustellen, dass diese Viren nicht auf den Patienten übertragen werden können. Wiederum zehn wurden eingesetzt, um zu verhindern, dass das menschliche Immunsystem das Organ abstößt.

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Pisanos Niere stammte von Schweinen, die nur eine einzige genetische Veränderung aufwiesen: die Eliminierung eines bestimmten Zuckers namens Alpha-Gal, der eine sofortige Abstoßung des Organs auslösen kann – ausgehend von der Oberfläche ihrer Zellen. „Wir glauben, dass weniger mehr ist und dass die wichtigste Genveränderung, die in die Schweine und die von uns verwendeten Organe eingebracht wurde, das grundlegende Problem darstellt“, sagt Montgomery. „Die meisten der anderen Veränderungen können durch Medikamente ersetzt werden, die auch für Menschen verfügbar sind.“

Die Niere wird zusammen mit einem Stück der Thymusdrüse des Schweins implantiert, die eine Schlüsselrolle bei der Ausbildung der weißen Blutkörperchen zur Unterscheidung zwischen Freund und Feind im Körler spielt. Die Idee ist, dass die Thymusdrüse Pisanos Immunsystem dabei hilft, das fremde Gewebe zu akzeptieren. Die sogenannte Uthymo Kidney wird von United Therapeutics entwickelt, aber das Unternehmen hat auch Schweine mit zehn genetischen Veränderungen geschaffen. Das Unternehmen wollte „mehrere Schüsse aufs Tor abgeben“, sagt Leigh Peterson, Executive Vice President für Produktentwicklung und Xeno­trans­plantation bei United Therapeutics.

Grafik zur Produktion der genetisch veränderten Schweineniere

A) Ausgangsbasis ist ein gentechnisch verändertes, 16 bis 20 Wochen altes Schwein. B) Diesem Schwein wird die Thymusdrüse entnommen, und das Thymusgewebe wird unter die Nierenkapsel implantiert. C) Das Thymusgewebe reift sechs bis acht Wochen lang unter der Nierenkapsel. D) Die Uthymo Kidney wird entnommen und einem:einer menschlichen Empfänger:in transplantiert. (Grafik: Business Wire)

Das Ziel: Organversorgung beschleunigen

Die Verwendung eines Schweins mit einer einzigen genetischen Veränderung hat einen großen Vorteil. „Je einfacher es theoretisch ist, desto leichter wird es sein, diese Tiere zu züchten und aufzuziehen“, sagt Jayme Locke, Transplantations­chirurg an der Universität von Alabama in Birmingham. Schweine mit einer einzigen genetischen Veränderung können gezüchtet werden, aber Schweine mit vielen Veränderungen müssen geklont werden, sagt Montgomery. „Diese Schweine [mit einer genetischen Veränderung] könnten schnell vermehrt werden und die Krise bei der Organversorgung schneller und vollständig lösen.“

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Cameron, ein Chirurg vom Johns Hopkins Medicine, der nicht an der Operation beteiligt war, ist sich jedoch nicht sicher, ob eine einzige Veränderung ausreicht, um Abstoßungs­reaktionen zu verhindern. „Ich glaube, die meisten Leute sind besorgt, dass ein Knock-out nicht ausreichen könnte, aber wir sind zuversichtlich“, sagt er.

Das gilt auch für Pisano, die daran arbeitet, fit genug zu werden, um das Krankenhaus zu verlassen. „Ich möchte einfach nur Zeit mit meinen Enkeln verbringen und mit ihnen spielen und einkaufen gehen können“, sagt sie.

Die Autorin des Textes ist Cassandra Willyard. Sie ist selbstständige Journalistin in den USA. Sie schreibt regelmäßig für die US-amerikanische Ausgabe von MIT Technology Review und deckt dort den Bereich Medizin ab.
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