Wo kann man das kaufen?

Im Oktober 2021 wurde bekannt gegeben, dass Forscher und Chirurgen der New York University zum ersten Mal erfolgreich eine porzine Niere, d.h. eine Niere eines genetisch veränderten Schweines, einem Menschen transplantiert haben (vgl. Rabin 2021). Die New York Times nannte dieses Ereignis einen „wissenschaftlichen Durchbruch, welcher eventuell eines Tages den Zugang zu einem großen neuen Vorrat an Organen für schwer kranke Patienten ermöglichen könnte“ (Rabin 2021). Dabei ist die Idee, tierische Körperbestandteile an Menschen zu transplantieren, ungefähr so alt wie die moderne Medizin selbst. Schon 1667 transfundierte Jean-Baptiste Denis, französischer Chirurg und Leibarzt von König Ludwig dem 14., seinen Patienten Blut von Lämmern, wenn auch mit derartig schlechten Ergebnissen, dass diese Praxis bald verboten wurde (vgl. Roux et al. 2007). Die Idee, Tiere als nahezu grenzenlose Bezugsquelle für biologische Materialien zu verwenden, blieb bestehen und wurde zum Erfolgsmodell. Sie stößt jedoch weiterhin an ethische und praktische Grenzen.

Von Herzklappen und Heparin

Biologische Herzklappenprothesen sind heutzutage keine Seltenheit mehr und schon Ende der 70er Jahre transplantierte der französische Chirurg Alain Carpentier die ersten tierischen Herzklappen vom Schwein (vgl. Carpentier et al. 1974). Auch Heparin, welches als Antithrombosemedikament unentbehrlich ist, wird nach wie vor größtenteils aus tierischen Materialien bzw. Schweine-Gedärmen/Schlachtabfällen gewonnen (vgl. van der Meer et al. 2017), genauso wie auch Gelatine-Infusionen für Patienten mit großem Blutverlust und einige Antikörper.

Aber warum lassen sich einige biologische Materialien problemlos vom Tier auf den Menschen übertragen und andere nicht? Das liegt vor allem am menschlichen Immunsystem. Dieses ist darauf ausgerichtet, fremde Zellen zu zerstören und unterscheidet dabei nicht zwischen „bösen“, schädlichen Zellen, wie etwa Bakterien und Krebszellen, und „guten“, gewünschten fremden Zellen, die sich etwa in tierischen oder menschlichen Transplantaten befinden. Ohne in das Thema tiefer einzusteigen, lässt sich vereinfacht sagen, dass das menschliche Immunsystem stärker antwortet, je „fremder“ eine Zelle ist. So reagiert es auf Autotransplantationen (Transplantation eines Gewebes von einer Person auf dieselbe Person, z.B. Hautransplantationen bei Verbrennungen) und Isotransplantationen (Transplantationen zwischen eineiigen Zwillingen/genetisch identischen Individuen) üblicherweise gar nicht und verursacht bei Allotransplantationen (d.h. zwischen Personen mit kompatiblen Gewebefaktoren) eine starke, aber durch Immunsuppressive meist beherrschbare, Reaktion. Auf Transplantationen zwischen inkompatiblen Personen und Xenotransplantationen, das heißt zwischen Mensch und Tier, spricht das Immunsystem hingegen so heftig an, dass dies eine lebensgefährliche und nicht mit Medikamenten kontrollierbare Reaktion hervorruft. Diese sogenannte „hyperakute Abstoßungsreaktion“ verursacht in der Regel sofort ein Versagen des transplantierten Organs und gegebenenfalls den Tod des Transplantierten.

Wie können dann künstliche Herzklappen trotzdem sicher transplantiert werden? Herzklappen sind sogenannte bradytrophe und kapillarfreie Gewebe (vgl. Herold 2012). Das bedeutet, dass sie nicht durchblutet sind. Blutgefäße sind jedoch nötig, damit die menschlichen Immunzellen in die Klappe einwandern und diese zerstören könnten. Zwar fließen etwa fünf Liter Blut pro Minute an der neuen Klappe vorbei, durch die hohe Geschwindigkeit haben die im Blut enthaltenen Immunzellen es aber schwer, sich direkt an der Klappe festzusetzen. Biologische Herzklappenprothesen degenerieren dadurch zwar mit der Zeit, es dauert aber etwa 15 Jahre, bis eine neue Klappe nötig ist (vgl. Applegate et al. 2017).

Für die regelrechte Funktion einer Niere ist eine gute Durchblutung allerdings essenziell. Im Falle der transplantierten Schweineniere bedienten sich die Wissenschaftler eines Tricks, um der Immunantwort zu entgehen: Das Spenderschwein war so genmanipuliert, dass seinen Zellen alpha-Gal fehlt, ein Molekül auf der Zelloberfläche, welches die hyperakute Abstoßungsreaktion beim Empfänger ausgelöst (vgl. Dolgin 2021, DeVries 2021).

Aber nicht nur durch das Immunsystem sind Transplantationen nicht-menschlicher Organe Grenzen gesetzt. Bei einer Xenotransplantation besteht auch das Risiko der Krankheitsübertragung und der Entstehung einer sogenannten Xenozoonose. Ein besonders großes Problem stellen diese Zoonosen deshalb dar, da Patienten nach der Transplantation, um eine Abstoßung zu vermeiden, immunsupprimiert werden, was allerdings eine erhöhte Empfänglichkeit für Infektionen mit sich bringt. Von Schweinen geht dabei nicht nur eine Infektionsgefahr mit zum Beispiel multiresistenten Bakterien aus, sondern insbesondere das Risiko einer Infektion mit endogenen Retroviren, also Viren, welche sich in das Schweinegenom integriert haben und aus dem Transplantat auf den Menschen übertragen werden könnten (vgl. Patience et al. 1997). Um Infektionen zu vermeiden, werden die Spendertiere daher unter sehr hygienischen Bedingungen gehalten oder sogar genmanipuliert, um Retroviren aus dem Schweinegenom zu entfernen (vgl. Patience et al. 1997).

Ethik

Die Tierrecht-Organisation PETA schreibt: „Schweine sind kein Ersatzteillager und sollten nicht als solche genutzt werden, nur, weil Menschen zu egozentrisch sind, um ihre Körper denen zu spenden, die dringend auf ein fremdes Organ angewiesen sind“ (Prater 2021). Die Frage, ob es überhaupt moralisch vertretbar ist, einem Tier, wie etwa einem Schwein, ein Organ zu entnehmen, um damit einen Menschen zu retten oder dessen Lebensqualität stark zu verbessern, stellt sich aber offenbar für Patienten, die mit dieser Situation konfrontiert werden, eher nicht. Alleine in Deutschland werden jedes Jahr zehntausende tierische Herzklappen transplantiert (vgl. Bartel et al. 2021). Ein schwerwiegenderes ethisches und praktisches Problem hingegen ist das Risiko der Entstehung von Xenozoonosen und damit einer Gefahr nicht nur für den Transplantierten, sondern auch für die Gesundheit von Angehörigen oder gar der gesamten Bevölkerung. Unbekannt ist auch, wie es sich psychologisch mit einem Tierorgan lebt. Wie beeinflusst es das menschliche Selbstverständnis, wenn statt eines menschlichen Herzens, das eines Schweins in einem schlägt? Fraglich ist auch, wie sich Xenotransplantate auf die Verteilung von Spenderorganen auswirken würden. Welche Patienten würden ein menschliches Organ erhalten, welche ein tierisches und nach welchen Kriterien sollte diese Entscheidung getroffen werden?

Xenotransplantationen ermöglichen es, jedem Patienten, der ein neues Organ benötigt, auch eines zur Verfügung stellen zu können, unabhängig vom Angebot an menschlichen Spenderorganen. Ob sich dies jedoch jemals in der Praxis durchsetzen oder vielleicht durch Tissue Engineering („Nachzüchten“ von menschlichen Organen im Labor) überholt werden wird, ist noch nicht entschieden. Momentan stoßen Xenotransplantationen jedoch noch an einige Grenzen, sowohl praktisch durch die Gefahr von Abstoßungsreaktionen und der Entstehung neuer gefährlicher Krankheiten als auch ethisch, da viele Fragen zum Umgang mit Xenotransplantaten weiterhin ungeklärt sind.

 

Nachtrag: Anfang Januar 2022 transplantierten Chirurgen der Universität Maryland einem Menschen zum ersten Mal ein Herz eines genetisch modifizierten Schweines (Kotz für die Universität Maryland, 2022).

Literatur

Applegate, P.; Boyd, W.; Applegate Ii, R.; Liu, H. (2017): Is it the time to reconsider the choice of valves for cardiac surgery: mechanical or bioprosthetic? In: Journal of biomedical research, 31(5). S. 373–376.

Bartel, C.; Altenhofen, L.; Bender, R.; Ernsting, C.; Hausner, E.; Höfer, E.; Kromp, M.; Sieben, W.; Sow, D.; Baumgartner, H. (2021): Zusammenhang zwischen Leistungsmenge und Qualität des Behandlungsergebnisses bei der Durchführung von kathetergestützten Aortenklappenimplantationen (Transcatheter aorticvalve implantation – TAVI). In: Institut für Qualität und Wirtschaftlichkeit im Gesundheitswesen, IQWiG (Hg.). Köln.

Carpentier, A.; Deloche, A.; Relland, J.; Fabiani, J.; Forman, J.; Camilleri, J.; Soyer, R.; Dubost, C. (1974): Six-year follow-up of glutaraldehyde-preserved heterografts. With particular reference to the treatment of congenital valve malformations. In: The Journal of thoracic and cardiovascular surgery, 68(5). S. 771–782.

Herold, G. (2012): Innere Medizin. Eigenverlag.

DeVries, C. (2021): Progress in xenotransplantation opens door to new supply of critically needed organs. In: NYU Langone Health, 19.10.2021. Online verfügbar unter: https://nyulangone.org/news/progress-xenotransplantation-opens-door-new-supply-critically-needed-organs [Zugriff: 14.12.2021].

Dolgin, E. (2021): First GM pigs for allergies. Could xenotransplants be next? In: Nature biotechnology, 39(4). S. 397–400.

Kotz, D. (2021): University of Maryland School of Medicine Faculty Scientists and Clinicians Perform Historic First Successful Transplant of Porcine Heart into Adult Human with End-Stage Heart Disease. In: University of Maryland School of Medicine, 10.01.2022. Online verfügbar unter: https://www.medschool.umaryland.edu/news/2022/University-of-Maryland-School-of-Medicine-Faculty-Scientists-and-Clinicians-Perform-Historic-First-Successful-Transplant-of-Porcine-Heart-into-Adult-Human-with-End-Stage-Heart-Disease.html [Zugriff: 18.01.2022].

Patience, C.; Takeuchi, Y.; Weiss, R. (1997): Infection of human cells by an endogenous retrovirus of pigs. In: Nature medicine, 3(3). S. 282–286.

Prater, D. (2021): Pigs aren’t spare parts! PETA slams latest organ ‘transplant’ stunt as junk science. In: PETA, 21.10.2021. Online verfügbar unter: https://www.peta.org/blog/pig-kidney-attached-human-problems-frankenscience/ [Zugriff: 14.12.2021].

Rabin, R. (2021): In a first, surgeons attached a pig kidney to a human, and it worked. In: New York Times, 19.10.2021. Online verfügbar unter: https://www.nytimes.com/2021/10/19/health/kidney-transplant-pig-human.html [Zugriff: 14.12.2021].

Roux, F.; Saï, P.; Deschamps, J.-Y. (2007): Xenotransfusions, past and present. In: Xenotransplantation, 14(3). S. 208–216.

van der Meer, J.-Y.; Kellenbach, E.; van den Bos, L. (2017): From Farm to Pharma: An Overview of Industrial Heparin Manufacturing Methods. In: Molecules, 22(6). S. 1025.

Leseempfehlung

Queensland Health (2020): Medicines/Pharmaceuticals of animal origin. V3.0. Online verfügbar unter: https://www.health.qld.gov.au/__data/assets/pdf_file/0024/147507/qh-gdl-954.pdf

Teile diesen Artikel:

Share on facebook
Share on twitter
Share on pinterest
Share on email

Weitere Artikel

Melde dich für den philou. Newsletter an!

Wir informieren dich über neue Artikel, Ausgaben, Aktionen und Allerlei Anderes.