Autor: Redaktion transplant campus  - Datum: 13.01.2022

Erste Xenotransplantation eines Schweineherzens in einen Menschen

Ein Team von Herzchirurgen und Transplantationsmedizinern aus den USA berichtete von der ersten erfolgreichen Transplantation eines genetisch modifiziertes Schweineherzens in einen Mann.

Vor kurzem hat Prof. Dr. Eckhard Wolf vom Genzentrum der LMU München in einem Interview auf transplant campus über die enormen Entwicklungen in der Xenotransplantation von Schweineherzen berichtet: Fortschritte in der Xenotransplantation. Nun könnte die Wissenschaft diesem Verfahren einen großen Schritt näher gekommen sein.

Vor dem Hintergrund des Mangels an Spenderorganen könnte die Xenotransplantation möglicherweise Tausende von Leben retten. Sie birgt aber auch eine Reihe von Risiken, darunter die Gefahr einer schweren immunologischen Reaktion, die zu einer sofortigen (hyperakuten) Abstoßung des Organs führen und damit tödlich sein kann, oder die Gefahr, dass das Schweineherz nach der Transplantation weiterwächst. Diesen Schwierigkeiten könnte man jedoch durch genetische Modifikationen des Schweineherzens entgegenwirken, so Prof. Wolf im transplant-campus-Interview.

Keine hyperakute Abstoßung bei erster klinischer Herz-Xenotransplantation

In einer bisher einzigartigen achtstündigen Operation gelang es einem Ärzteteam um Prof. Dr. Bartley P. Griffith und Prof. Dr. Muhammad M. Mohiuddin von der medizinischen Fakultät Maryland, einem 57-jährigen Patienten mit terminaler Herzerkrankung erfolgreich ein genetisch verändertes Schweineherz zu transplantieren. Auch drei Tage später ging es dem Mann gut, wie die University of Maryland School of Medicine, Baltimore, vor einigen Tagen in einer Pressemitteilung bekannt gab. (1)

Mit dieser Transplantation wurde zum ersten Mal nachgewiesen, dass ein genetisch verändertes Tierherz als Ersatz für ein ein menschliches Herz funktionieren kann, ohne dass es vom Körper sofort abgestoßen wird. Der Patient wird in den nächsten Tagen und Wochen sorgfältig überwacht, um festzustellen, ob das Transplantat lebensrettend ist. (1) Wichtig dabei ist u. a., ob sich im weiteren Verlauf eine akute oder chronische Abstoßungsreaktion entwickelt.

Der ersten klinischen Herz-Xenotransplantation waren zahlreiche präklinische Studien an nicht-humanen Primaten vorangegangen.

Transplantation des Schweineherzens als einzige lebensrettende Option

Nach Angaben der Klinik war die Xenotransplantation die einzige derzeit verfügbare Überlebensmöglichkeit für den Patienten. Er war mehr als sechs Wochen zuvor mit lebensbedrohlichen Arrhythmien ins Krankenhaus eingeliefert worden und wurde an eine extrakorporale Membranoxygenierung (ECMO) angeschlossen, um am Leben zu bleiben. Aufgrund seiner Herzrhythmusstörungen kam er weder für eine herkömmliche Transplantation noch für eine künstliche Herzpumpe in Frage. Der Patient war sich der Risiken dieses experimentellen Eingriffs bewusst. Für ihn bedeutete es, entweder zu sterben oder die Transplantation durchführen zu lassen. „Ich will leben. Ich weiß, dass es ein Schuss ins Blaue ist, aber es ist meine letzte Wahl“, so der Patient einen Tag vor der Operation. (1)

Die US-Arzneimittelbehörde FDA erteilte am Silvesterabend eine Notfallgenehmigung für die Operation im Rahmen des Compassionate-use-Programms. Es kommt zur Anwendung, wenn ein experimentelles medizinisches Produkt, in diesem Fall das genetisch veränderte Schweineherz, die einzige verfügbare Option für einen Patienten mit einer schweren oder lebensbedrohlichen Erkrankung ist. Die Genehmigung für das Verfahren wurde in der Hoffnung erteilt, das Leben des Patienten zu retten. (1)

Genetische Modifikationen des Schweineherzens und experimentelle Immunsuppression

Laut Pressemitteilung der University of Maryland Medicine stellte die Firma Revivicor dem Xenotransplantations-Team das Schwein aus ihrem genetischen Zuchtprogramm GalSafe zur Verfügung. Im Spenderschwein wurden insgesamt 10 Gene verändert: (1)

  • Drei Gene, die für die schnelle Antikörper-vermittelte Abstoßung von Schweineorganen durch Menschen verantwortlich sind, wurden „ausgeschaltet“.
  • Sechs menschliche Gene, die die Immunakzeptanz des Schweineherzens verbessern, wurden in das Genom eingefügt.
  • Schließlich wurde ein zusätzliches Gen im Schwein ausgeschaltet, um ein übermäßiges Wachstum des Schweineherzgewebes zu verhindern.

Am Morgen der Transplantation entnahm das Operationsteam das Schweineherz und konservierte es bis zur Operation in einem Perfusionsgerät. Neben herkömmlichen Immunsuppressiva zur Verhinderung einer Abstoßungsreaktion wurde zusätzlich ein experimentelles Präparat des Unternehmens Kiniksa Pharmaceuticals eingesetzt. (1)

Weitere wissenschaftliche Informationen zur genetischen Modifikation der Schweineherzen und Details zur Immunsuppression gibt es bisher nicht. Es wird jedoch vermutet, dass es sich bei dem experimentellen Immunsuppressivum um einen neuartigen CD40-CD40L-blockierenden Antikörper KPL-404 handelt. (2)

Erste Einschätzungen zur klinischen Anwendung der kardialen Xenotransplantation

Der Fall erregt große Aufmerksamkeit auch in Deutschland. „Der Versuch in Maryland ist ein weiterer wichtiger Schritt, um die xenogene Herztransplantation in die Klinik zu bringen, und wird neben den präklinischen Experimenten in Pavianen die Voraussetzung für systematische klinische Studien liefern. Ob tatsächlich 10 genetische Modifikationen erforderlich sind, halte ich für fraglich, vermutlich kommt man auch mit weniger Modifikationen aus und hat es dann einfacher sicherzustellen, dass diese auch wirklich konsistent funktionell sind.“ kommentierte Prof. Wolf gegenüber transplant campus.

Noch ist unklar, ob der Erfolg des Versuchs von Dauer ist und ob die Transplantation von Schweineherzen langfristig Einzug in die klinische Praxis halten wird. Umfangreiche klinische Studien sind nötig, um das Verfahren zu etablieren.

Transplantationschirurg Prof. Bartley P. Griffith, der das Schweineherz in den Patienten transplantiert hat, zeigte sich jedoch optimistisch: „Dies war eine bahnbrechende Operation und bringt uns der Lösung des Problems des Organmangels einen Schritt näher. Wir gehen vorsichtig vor, sind aber auch optimistisch, dass dieser weltweit erste Eingriff in Zukunft eine wichtige neue Option für Patienten darstellen wird."

Prof. Mohiuddin, Direktor des Programms für kardiale Xenotransplantation der Universität Maryland ergänzte: „Dies ist der Höhepunkt jahrelanger hochkomplizierter Forschung. […] Das erfolgreiche Verfahren liefert wertvolle Informationen, die der medizinischen Gemeinschaft helfen, diese potenziell lebensrettende Methode bei künftigen Patienten zu verbessern.“ (1)

Literatur:

  1. 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. Pressemitteilung der University of Maryland School of Medicine vom 10.01.2022
  2. Schweineherz als Lebensretter? „Xenotransplantation in der Klinik angekommen“ – Einschätzungen zur Pionier-OP in den USA. Medscape, 12.01.2022 (Letzter Aufruf am 13.01.2022)

     

     

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