Transplantation

Bald könnten Menschen Herzen von Schweinen eingesetzt werden

Wissenschaftler verändern das Erbut von Schweinen und deaktivieren so Viren. Ist das ein Schritt in Richtung von Körperteilfabriken?

Foto: Jan-Peter Kasper / dpa

Cambridge.  Erst im vergangenen Jahr war dem kalifornischen Wissenschaftler Pablo Ross eine kleine medizinische Sensation gelungen. In seinem Labor an der Universität in Davis hatte er Schweineembryonen gezüchtet, deren Bauchspeicheldrüsen aus menschlichen Zellen gebildet wurden. Für die einen verstärkte das die gruselige Vorstellung von Organfabriken, die Mischwesen aus Mensch und Tier hervorbringt. Für die anderen, insbesondere Patienten, die auf eine Organtransplantation warten, schürte das die Hoffnung, nicht mehr auf menschliche Spenden angewiesen zu sein.

Durch die begrenzte Verfügbarkeit von Spenderorganen verspricht die sogenannte Xenotransplantation ("xénos" ist griechisch für Fremder) eine mögliche Alternative zu werden. Dabei handelt es sich um die Übertragung von lebens- und funktionstüchtigen Zellen oder Zellverbänden, einschließlich ganzer Organe oder Körperteile, zwischen verschiedenen Spezies.

Eine Hürde ist nun offenbar überwunden

Derzeit sind ganze Organ-Xenotransplantationen vom Tier zum Menschen nicht möglich – vor allem aufgrund der Gefahr nicht beherrschbarer Abstoßungsreaktionen sowie des Risikos der Übertragung von Infektionserregern.

Eine Hürde auf dem Weg dorthin ist nun offenbar überwunden. Eine internationale Forschergruppe hat mit gentechnischen Methoden Schweine erzeugt, die frei von aktiven sogenannten endogenen Retroviren sind, wie die Wissenschaftler im Magazin "Science" schreiben. Die speziellen Viren (PERVs) sind ins Erbgut der Schweine integriert und waren bislang sehr schwer loszuwerden.

Viren könnten Immundefekte verursachen

Bei der Übertragung eines Schweineherzens bestehe die Gefahr, dass sich diese Viren im menschlichen Genom einnisten und Immundefekte sowie Tumorbildung verursachen, schreibt das Team um Dong Niu vom privaten US-Unternehmen eGenesis in Cambridge. Die Forscher konnten die Viren nun deaktivieren.

Zudem bestätigten sie Daten anderer Forscher, nach denen die Viren im Labor von Schweinezellen auf menschliche Zellen übergehen können. Ob dies tatsächlich der Fall wäre, ist allerdings noch nicht gänzlich geklärt.

Organspenden in Deutschland auf Tiefstand

Aus medizinischen und aus ethischen Gründen sind Transplantationen von Tier zu Mensch umstritten. Die Einschätzungen, ob sie das Mittel der Wahl sind, um den Mangel an Spenderorganen eines Tages auszugleichen, gehen auseinander. Einige Experten setzen eher auf künstliche Herzen und andere Unterstützungssysteme. Spenderorgane sind indes knapp.

Nach Angaben der Deutschen Stiftung Organtransplantation bewegt sich die Zahl der Organspenden in Deutschland seit Jahren auf einem Tiefstand. 857 Menschen haben sich im vergangenen Jahr nach ihrem Tod insgesamt 2867 Organe entnehmen lassen. Demgegenüber warten hierzulande etwa 10.000 Menschen auf Leber, Herz, Lunge oder Niere. Viele sterben, bevor sie ein rettendes Organ erhalten.

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Schon jetzt werden Herzklappen von Schweinen verwendet

Im Bereich Xenotransplantationen wird deshalb schon seit einiger Zeit geforscht. Allen Tieren voran ist das Schwein in seiner anatomischen und genetischen Beschaffenheit dem Menschen am ähnlichsten. Herzklappen von Schweinen werden schon heute als mögliche Alternative zu mechanischen beim Menschen verwendet.

Dabei werden die Herzklappen jedoch so bearbeitet, dass sie kein Antigen an der Oberfläche tragen, das als fremd erkannt werden könnte. Außerdem gebe es Studien, bei denen Schweineherzen oder -nieren auf Primaten wie Paviane übertragen wurden, erklärt Joachim Denner. Er leitet eine Arbeitsgruppe am Robert-Koch-Institut, die sich mit der Übertragung von Viren bei Xenotransplantationen beschäftigt.

Genschere Crispr verändert das Erbgut

Es gebe zudem vielversprechende Studien, bei denen Diabetikern Inselzellen von Schweinen übertragen wurden, sagt Denner. Diese Zellen spielen eine wesentliche Rolle beim Zuckerstoffwechsel. Ein Problem bei Xenotransplantationen ist, dass gefährliche Krankheitserreger vom Tier auf den Menschen übertragen werden können. Bei den meisten Viren könnte man das mit medizinischen Mitteln in den Griff bekommen, sagt Denner. Bei den PERVs, die sich im Genom selbst verstecken, sei das wesentlich schwieriger.

Die Forscher um Niu nutzten bei ihrem Ansatz die Genschere Crispr-Cas9, die in der Gentechnik gerade sehr beliebt ist. Sie waren dadurch in der Lage, die PERVs im Genom von Schweinezellen zu inaktivieren. Mithilfe der Zellen mit modifiziertem Erbgut erzeugten sie Embryonen, die frei von aktiven PERVs waren.

Xenostransplantationen haben weitere Probleme

17 Muttersauen wurden jeweils 200 bis 300 solcher Embryonen übertragen. So konnten die Forscher 37 Ferkel erzeugen, bei denen die PERVs inaktiviert waren. Die ältesten daraus entstandenen Tiere waren demnach vier Monate alt. Ob bestimmte Gene der PERVs bei Schweinen möglicherweise auch positive Aufgaben haben, ist unklar.

Denner, der nicht an der Studie beteiligt war, aber bereits früher versucht hatte, PERVs mit einer anderen Genschere zu inaktivieren, blickt optimistisch auf die Ergebnisse. "Das ist wirklich eine sehr gute Entwicklung." Einen echten Schritt weiter wäre man allerdings erst, wenn auch die anderen Probleme von Xenotransplantationen gelöst wären.

Schweineherzen haben eine schwächere rechte Kammer

Das Gravierendste sind Abstoßungsreaktionen, die Tierorgane beim Menschen auslösen, wie Jan Gummert, Herztransplantationschirurg am Herz- und Diabeteszentrum Nordrhein-Westfalen, erklärt. Um diese Reaktionen zu unterdrücken, müssten Patienten deutlich mehr Medikamente mit erheblichen Nebenwirkungen nehmen, als wenn sie ein menschliches Organ bekämen.

Zudem besteht etwa bei Schweineherzen das Problem, dass deren rechte Kammer etwas schwächer pumpt als beim Menschen. Gummert ist bei der Einschätzung der neuen Studie sehr vorsichtig. Es müsse sich zeigen, ob die Ergebnisse auch reproduzierbar seien und die Ferkel auch längere Zeit überlebten.

Befürchtungen existieren auch zu möglichen Auswirkungen einer Xenotransplantation auf die Identität der Empfänger. Diese hätten abzuwägen, ob und wie sich die Implantation eines artfremden Organs mit ihrem Selbstbild verträgt.

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