Xenotransplantation

Die Transplantation der Organe von Verstorbenen oder z.T. auch von lebenden Verwandten ("Allotransplantation") ist ein etabliertes Verfahren zur Therapie des Organversagens (z.B. von Niere, Leber, Herz, Lunge, Bauchspeicheldrüse). Es besteht jedoch ein starkes Mißverhältnis zwischen der Zahl von Erkrankten, denen durch eine Transplantation geholfen werden könnte, und der Zahl der zur Verfügung stehenden Organe. Damit ergibt sich das schwerwiegende Problem einer gerechten Organverteilung.

Eine höhere Aktivität in der Organspende kann dieses Problem lediglich mildern, aber nicht gänzlich beseitigen. Alternative Therapien für einen längerfristigen Organersatz existieren derzeit nur für die Niere (Blutdialyse, Bauchfelldialyse); sie sind jedoch einerseits für die Patienten mit starken Belastungen und Einschränkungen in der Lebensqualität verbunden und andererseits sehr kostenintensiv. Für Patienten im Herzversagen ist lediglich in Einzelfällen eine kurzfristige mechanische Unterstützung (Kunstherz) möglich. Im allgemeinen führen Herz-, Leber- oder Lungenerkrankungen ohne Transplantation rasch zum Tod.

Die Transplantation tierischer Organe auf den Menschen ("Xenotransplantation") könnte das Problem des Organmangels lösen. Um den geschätzten jährlichen Bedarf an Organtransplantaten in der Bundesrepublik Deutschland zu erreichen, würden voraussichtlich 4.000 bis 6.000 Tiere erforderlich sein. Es bestünde damit die Möglichkeit, bei allen Erkrankten, bei denen eine Transplantation medizinisch indiziert wäre, diese auch durchzuführen. Dies würde in der Folge vermutlich auch zu einer Ausweitung von Indikationen führen, so daß eine deutliche Steigerung der Transplantationszahlen zu erwarten wäre. Die Transplantation tierischer Organe könnte bei einigen Erkrankungen auch medizinische Vorteile besitzen. So kommt es beispielsweise nach Lebertransplantationen wegen Hepatitis B oder Hepatitis C in Allotransplantaten fast immer zu einem Wiederauftreten der Hepatitis; tierische Organe sind gegen die Erreger resistent.

Aufgrund aktueller Forschungsergebnisse erscheint die Transplantation von Tierorganen auf den Menschen ("Xenotransplantation") jetzt erstmals als realisierbare Perspektive. Durch Einbringen menschlicher Eiweißmolkeküle in die Organe von Tieren ("transgene Tiere") läßt sich die Immunreaktion gegen das fremde Organ so weit herabsetzen, daß eine verträgliche Immunsuppression angewandt werden kann, um Abstoßung zu vermeiden. Realistischen Schätzungen der beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zufolge wird jedoch eine breite klinische Anwendung voraussichtlich nicht vor dem Jahr 2010 möglich sein. Forschungen auf dem Gebiet der Xenotransplantation werden derzeit weltweit mit intensiven Kooperationen durchgeführt. In Deutschland hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) beschlossen, Xenotransplantationsforschung schwerpunktmäßig zu fördern.

Die bisher durchgeführten klinischen Xenotransplantationen, für die genetisch unveränderte Tierorgane verwandt wurden, waren nicht sehr erfolgreich:

• Am 5.11.1963 transplantierte Prof. K. Reemtsma in Toulane/USA 6 Schimpansennieren auf Patienten mit Nierenversagen. Die längste Überlebenszeit betrug 9 Monate.
• Ebenfalls 1963 transplantierte Prof. T. Starzl in Denver/USA 6 Paviannieren, mit einer maximalen Überlebenszeit von 3 Monaten.
• Am 23.1.1964 verpflanzte Prof. J.D. Hardy ein Schimpansenherz auf einen Menschen, das jedoch keine Funktion aufnahm.
• 1968 übertrug Prof. C. Barnard in Südafrika je ein Schimpansen- und ein Pavianherz heterotop (Huckepack). Die Funktion wurde mit 1 bzw. 4 Tagen angegeben.
• 1985 transplantierte Prof. L. Baily in Loma Linda/USA ein Pavianherz auf ein Neugeborenes (Baby Fae). Das Kind überlebte 3 Wochen und verstarb an Multiorganversagen.
• 1992 wurden in Pittsburgh/USA erneut durch Prof. T. Starzl und Mitarbeitende Pavianlebern auf 2 Patienten mit Leberversagen bei Hepatitis B transplantiert. Die Patienten verstarben nach 28 und 71 Tagen.
• Weltweit wurden "extrakorporale" Leberperfusionen durchgeführt. Die Erfolge waren bisher klinisch nicht relevant.

Die Hauptprobleme der Xenotransplantation sind derzeit folgende:

1. Die heftige Abstoßungsreaktion, die bisher nicht effektiv beherrscht werden kann. Physikalische Methoden, wie Blutverdünnung (Hämodilution) oder Absorption von Antikörpern, Chemotherapie und der Einsatz gentechnisch manipulierter Tiere (transgene Schweine, die ein menschliches Eiweiß auf ihren Zellen tragen, damit diese nicht mehr als fremd erkannt und abgestoßen werden) führten zu Überlebenszeiten von transgenen Herzen und Nieren auf Affen von 20 - 70 Tagen. Die Herzen waren an die Bauchgefäße angeschlossen und nahmen keinen Einfluß auf den Blutkreislauf. Die Nieren waren in der Lage, über längere Zeit eine normale Ausscheidungsfunktion aufrecht zu erhalten.
2. Die Immunsuppression, die zur Unterdrückung xenogener Abstoßungsreaktionen nötig wird, ist noch wenig erforscht.
3. Es wurde die Hypothese aufgestellt, daß im Genom verankerte Viren (Retro-Viren) von Schweinen auf Menschen unter Immunsuppression übertragen werden und zu unbekannten Erkrankungen der organempfangenden Person führen könnten. Aufgrund bisheriger Experimente und Erfahrungen kann man diese Vermutung bislang nicht bestätigen.
4. Vor allem für die Lebertransplantation ist die Frage der Kompatibilität von Stoffwechselfunktionen zwischen dem tierischen Organ und dem menschlichen Organismus noch ungeklärt.

Die Tiere, die für die Xenotransplantation infrage kommen, müssen in speziellen Produktionsstätten keimfrei oder -arm gehalten werden. Durch gentechnische Überwachung muß ihr Genom von Retro-Viren befreit werden. Ihr "genetisches Skelett" sollte mit dem menschlichen möglichst optimal übereinstimmen (Histokompatibilität). Bestimmte günstige Rassen müssen auf entsprechende Körpergröße gezüchtet werden. Interaktionen von tierischen und menschlichen Hormonen, Enzymen und anderen Zellprodukten sind noch zu erforschen.

Voraussichtlich eignet sich das Hausschwein mit allen seinen Rassen am besten als Quelle für Organe. Die Haltung dieser Tiere ist einfach, die Fütterung billig. Auch das rasche Wachstum und die schnelle Vermehrung sind von Vorteil, da so jederzeit Tiere zur Verfügung ständen, die nach Größe, Geschlecht und Alter für eine Transplantation ausgewählt werden könnten. Das Schwein hat, im Gegensatz zu Menschenaffen, nur wenige bakterielle und virale und keine bösartigen Krankheiten, die auch auf den Menschen übertragbar sind. Die Verwendung von Affen ist aus Gründen der Arterhaltung nicht zu vertreten. Ihre Zahl ist zu gering und ihre Zucht zu aufwendig. Andere Tierarten wie Schaf, Ziege oder Känguruh sind zoologisch als Organquelle zwar ebenso qualifiziert wie Schweine, vermehren sich jedoch zu langsam, und die Haltung ist schwierig. Amerikanische Züchter haben errechnet, daß die Kosten transgener Schweine nicht wesentlich höher werden als die von Schweinen, die zur Ernährung dienen. In Deutschland werden pro Jahr rund 48 Millionen Schweine für Nahrungszwecke erzeugt; für Transplantationen würden im Höchstfalle 6 000 Tiere benötigt, d.h. 0,2 Promille der Schlachttiere.

Die Vorbereitungen zur schmerzlosen Organentnahme von lebenden Schweinen, also Anästhesie und Operation, entsprechen dem Vorgehen bei der Allotransplantation von lebenden organspendenden Personen. Die Dokumentation von dem Tier, das Organquelle ist, und der organempfangenden Person müßte aufgrund möglicherweise später auftretender Krankheiten über lange Zeit sehr genau sein und streng gehandhabt werden. Die im Rahmen der Organentnahme getöteten Tiere müßten gemäß den gesetzlichen Vorschriften vernichtet werden.