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In der medizinischen Forschung hat ein Team aus Guangzhou einen bedeutenden Fortschritt erzielt: Ein genetisch modifiziertes Schweinelungenorgan überlebte neun Tage nach einer Transplantation bei einem hirntoten Patienten. Diese Premiere könnte neue Perspektiven für die Forschung eröffnen und wirft gleichzeitig Licht auf die erheblichen Herausforderungen, die vor einer klinischen Anwendung noch bewältigt werden müssen. Die Xenotransplantation, also die Übertragung von Tierorganen auf Menschen, ist eine vielversprechende Antwort auf den weltweiten Mangel an Spenderorganen, steht jedoch vor komplexen wissenschaftlichen Hürden.
Ein Versuch, der auf die weltweite Organknappheit reagiert
Die in Guangzhou durchgeführte Transplantation ist Teil eines globalen Forschungsansatzes, der die Krise bei der Organverfügbarkeit lösen soll. Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation (WHO) erhalten derzeit nur 10 % der Patienten, die auf ein Spenderorgan warten, tatsächlich eine Transplantation. Besonders rar sind Lungen, wobei in vielen westlichen Ländern die Wartezeiten durchschnittlich 18 Monate überschreiten. Auch in China steigt die Nachfrage stetig an.
Unter der Leitung von Prof. Jianxing He wurde ein linker Schweinelungenflügel, der genetisch modifiziert war, um Abstoßungsreaktionen zu minimieren, einem 39-jährigen hirntoten Mann transplantiert. Diese Operation fand im Mai 2024 statt, nachdem die Familie des Patienten schriftlich zugestimmt hatte. Ziel war es nicht, sofortige klinische Anwendungen zu demonstrieren, sondern das menschliche Immunsystem in einer realen Umgebung zu beobachten.
„Das Ziel besteht nicht darin, heute eine klinische Reife zu beanspruchen, sondern entscheidende Daten zu sammeln“, erklärt Dr. Jiang Shi, einer der Studienautoren. Diese erste Lungenoperation setzt die Reihe früherer Versuche mit Schweinenieren, -lebern und -herzen fort und stellt einen wichtigen Meilenstein dar. Kein anderes Organ ist so stark der äußeren Umgebung ausgesetzt wie die Lunge, was sie zu einem extremen Modell für die Machbarkeit von Xenotransplantationen macht.
Viabilität der Lungen, aber auch ihre Angreifbarkeit
Nach der Transplantation wurde das Schweinelungenorgan über einen Zeitraum von neun Tagen intensiv überwacht. Die Forscher berichten, dass das Organ während dieser 216 Stunden funktionstüchtig blieb. Ein bemerkenswertes Ergebnis für ein Organ, das von einer anderen Spezies stammt. Der Empfänger, der auf der Intensivstation versorgt wurde, behielt seine rechte Lunge, um die Leistung der transplantierten Lunge besser beurteilen zu können.
In den ersten 24 Stunden war keine hyperakute Abstoßungsreaktion zu verzeichnen, die normalerweise binnen Minuten oder Stunden auftritt, wenn das Organ als fremd erkannt wird. Diese Abwesenheit eines solchen Phänomens ist ein ermutigendes Zeichen, das durch histologische Analysen bestätigt wurde.
Allerdings traten ab dem zweiten Tag ein Lungenödem und eine zunehmende Entzündungsreaktion auf. Ab dem dritten Tag wurden im Blut des Empfängers Antikörper gegen Schweine nachgewiesen, die die Lungenstruktur zunehmend schädigten. Trotz verabreichter Immunsuppressiva konnte die Immunreaktion nicht vollständig unterdrückt werden.
Technische und biologische Herausforderungen
Die Lunge ist in der interspezifischen Transplantation ein besonderer Fall. Ihre Struktur und Funktionen unterscheiden sich deutlich von denen der Nieren oder des Herzens. Wie Prof. Andrew Fisher betont, „führt jede Atmung die Außenwelt in den Körper ein“, was das Organ Partikeln, Bakterien und Viren aussetzt. Diese permanente Exposition verstärkt die immunologische Aktivität des Lungengewebes.
Der transplantierte Lungenflügel wurde durch sechs genetische Modifikationen angepasst: drei deaktivierte Schweinegene und drei eingefügte menschliche Gene sollten die Abstoßung reduzieren. Diese Änderungen reichten jedoch nicht aus, um die Antikörperreaktion zu verhindern. Der komplexe Charakter der Lunge und ihre vielfältigen Funktionen, wie die Blutfiltration und die Plättchenproduktion, erhöhen die Herausforderungen.
Das hirntote Zustand des Empfängers fügt eine weitere Ebene hinzu. Laut Prof. Peter Friend schafft dieser Kontext ein akutes Entzündungsgeschehen, das die Interpretation der Ergebnisse erschwert. Es bleibt unklar, ob die beobachteten Reaktionen auf die Abstoßung oder auf den Zustand des Patienten zurückzuführen sind.
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Wege für die Zukunft der Xenotransplantation
Die publizierte Studie unterstreicht die Notwendigkeit ausgefeilterer Strategien. Die chinesischen Forscher schlagen vor, gezielt bestimmte Lymphozyten-Subtypen und proinflammatorische Moleküle anzugehen. „Zukünftige Studien müssen die Herangehensweise verfeinern und die Funktion des Transplantats über die akute Phase hinaus bewerten“, schreiben sie.
Mehrere Ansätze werden derzeit erforscht. Eine Möglichkeit ist die Verstärkung der genetischen Modifikationen durch CRISPR-Technologie. Eine weitere Methode besteht darin, die Struktur der Schweinelunge zu erhalten, jedoch ihre Zellen durch menschliche Stammzellen zu ersetzen. Diese sogenannte „Organ-Gerüst-Technik“ könnte das Risiko einer Abstoßung erheblich reduzieren.
Einige Forscher schlagen vor, mehr in die Aufbereitung menschlicher Lungen zu investieren, die als ungeeignet für die Transplantation gelten. Diese Strategie könnte kurzfristig mehr Organe verfügbar machen. Dr. Bharat warnt jedoch, dass „wir noch nicht einmal das Problem der Abstoßung zwischen Menschen gelöst haben“, was die Komplexität der Xenotransplantation unterstreicht.
Die beeindruckende Leistung der Forscher in Guangzhou stellt einen wichtigen Schritt in der medizinischen Forschung dar, doch der Weg zu klinischen Anwendungen bleibt lang. Die hier gewonnenen Erkenntnisse könnten die Grundlage für weitere Studien bilden, die letztlich zu lebensrettenden Lösungen führen. Doch wie wird sich die Xenotransplantation in den kommenden Jahren weiterentwickeln?
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