Xenotransplantation: Der innere Schweinehund

6. Dezember 2011
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Forschern gelang es, durch den Einsatz von Zinkfingernukleasen das Gen für den wichtigsten Abstoßungsfaktor des Schweins auszuschalten. Daraus ergeben sich neue Perspektiven für die Xenotransplantation, bei der Organe von Tieren auf den Menschen übertragen werden.

In Deutschland gibt es zu wenig Ersatzorgane. Patienten müssen oft jahrelang warten, bis ein passendes Spenderorgan für eine Transplantation zur Verfügung steht. “Eine äußerst unbefriedigende Situation”, findet Professor Michael Winkler, Oberarzt in der Klinik für Transplantationschirurgie an der Medizinischen Hochschule Hannover. “Derzeit unternimmt man zwar große Anstrengungen, die Spenderbereitschaft in der Bevölkerung zu erhöhen, doch das wird wahrscheinlich nicht ausreichen, um den Mangel an Ersatzorganen dauerhaft zu beheben.”

Ein möglicher Ausweg aus der Misere sieht Winkler in der Verwendung von Schweineorganen. Diese ähneln in Größe und Physiologie menschlichen Organen. Doch heftige Abstoßungsreaktionen machen die Übertragung von Schweineorganen auf den Menschen momentan noch unmöglich. Hauptgrund dafür ist, dass auf der Zelloberfläche aller Gewebearten des Schweins besondere Zuckermoleküle vorkommen, die vom menschlichen Immunsystem rasch erkannt und bekämpft werden.

Genmodifikation vermindert Abstoßungsreaktion

Forscher hatten deswegen schon vor einiger Zeit die Idee, mit Hilfe gentechnischer Methoden Schweine zu züchten, deren Organe diese Zuckermoleküle nicht mehr tragen. Nun ist es einem Forscherteam am Institut für Nutztiergenetik in Mariensee bei Hannover gelungen, mit einer neuen Technologie bei Schweinen das Enzym auszuschalten, das für den Aufbau der Zuckermoleküle verantwortlich ist. Wie die Wissenschaftler um Professor Heiner Niemann in der Zeitschrift PNAS mitteilen, war die Abstoßungsreaktion nur noch sehr schwach, wenn Zellen der modifizierten Schweine mit humanem Serum behandelt wurden.

Bisher war es sehr umständlich und zeitaufwändig, bei Schweinen Gene zu entfernen. Um diesen Prozess zu beschleuningen, setzten Niemann und seine Mitarbeiter nun erstmals so genannte Zinkfingernukleasen ein – künstlich hergestellte Proteine, die zielgerichtet an bestimmte Gensequenzen andocken und sie zerschneiden können. Für ihre Versuche verwendeten die Forscher eine Zinkfingernuklease, die im Erbgut von Schweine-Bindegewebszellen gezielt das Gen für das Enzyms alpha-1,3-Galactosyl-Transferase (GGTA-1) deaktivierte. Dieses Enzym sorgt bei Schweinen normalerweise dafür, dass der Zucker Galactose in Molekülketten eingebaut werden kann. “Diese Molekülketten gehören zu den Antigenen, die uns in der Xenotransplantation am meisten Probleme bereiten und heftigste Abstoßungreaktionen auslösen”, sagt Niemann, der Leiter des Instituts für Nutztiergenetik ist.

Geklonten Schweinen fehlt Zuckermolekül

Die mit der Zinkfingernuklease behandelten Bindegewebszellen vereinzelte das Team um Niemann und verschmolz diese Zellen jeweils mit einer unbefruchteten, gereiften Eizelle, deren Zellkern vorher entfernt worden war. Mehrere geklonte Embryonen übertrugen die Forscher anschließend in die Eileiter von Empfängerschweinen, die die heranwachsenden Embryonen austrugen. Insgesamt neun Ferkel kamen lebend auf die Welt. Bei allen neugeborenen Tieren konnten die Forscher zeigen, dass deren Gewebe auf der Zelloberfläche keine galactosehaltigen Molekülketten mehr aufwiesen.

Um zu überprüfen, ob durch das Ausschalten von GGTA-1 die Abstoßungsreaktion vermindert wird, brachten Niemann und seine Mitarbeiter Bindegewebszellen eines dieser geklonten Schweine im Reagenzglas mit menschlichen Serum zusammen. “Im Vergleich zu Bindegewebszellen von normalen Schweinen widerstanden die veränderten Zellen dem Angriff der humanen Antikörpern deutlich besser und zerfielen weniger schnell”, sagt Niemann. Allerdings verschwanden die Abstoßungsreaktionen nicht ganz: Es existierten, so der Wissenschaftler, eine Reihe verschiedener Abstoßungsreaktionen und mit dem Ausschalten der galactosehaltigen Zuckerketten auf der Gewebeoberfläche lasse sich nur die hyperakute Abstoßung kontrollieren.

Deaktivierung weiterer Gene notwendig

Er und seine Kollegen gehen davon aus, dass noch einige weitere Gene beim Schwein ausgeschaltet werden müssen, bis die Abstoßungsreaktionen so weit vermindert wären, dass man an klinische Studien denken könnte. Niemann schätzt, dass es noch mindestens acht bis zehn Jahre dauert, bis die ersten Schweineorgane auf den Menschen übertragen werden. Auch sein Kollege Winkler ist dieser Ansicht, findet aber, dass die neue Methode, mit Hilfe von Zinkfingernukleasen Gene auszuschalten, einen wichtigen Beitrag leisten könnte, um das Problem der Abstoßungsreaktion in den Griff zu bekommen.

“Da aber in Schweineorganen, vor allem in der Leber, Stoffwechselprodukte entstehen, die beim Menschen nicht vorkommen, müsste man zusätzliche genetische Modifikationen vornehmen, damit die Tierorgane für den Menschen auch in dieser Hinsicht auf längere Zeit verträglich sind”, sagt Winkler. “Aus diesem Grund werden die ersten Tierorgane beim Menschen wohl nicht dauerhaft eingesetzt, sondern würden nur zur Überbrückung dienen, bis ein passendes humanes Spenderorgan bereit steht.”

59 Wertungen (4.31 ø)

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8 Kommentare:

Arzt

Ich kann den Einwänden in diesem Beitrag z.T. zustimmen.
Meine Meinung nach ist die Xenotransplantation eine Sackgasse. Vor allem deshalb, weil schon die jetzigen Möglichkeiten der Transplantation einen Patienten nicht wirklich gesund machen. Eine schon jetzt bestehende Folge ist die lebenslange beeinträchtigung des Immunsystems mit entsprechenden Folgen bis hin zu Neoplasien. Auch bei entsprechender Anpassung der Spendeorgane wird dieses Problem nicht vollständig zu lösen sein.
Die schon angesprochene Übertragung porciner Viren ist ein weiteres Problem.
Auch sollte man nicht vergessen, daß auch die großen Organe eine gewisse endokrine Funktion haben. Wer kann vorhersagen, ob der Mensch etwas mit einem Renin der Schweineniere anfangen kann und welche Wirkung sie hat? Bei dem Gedanken an die Transplantation einer Leber wird das Problem noch deutlicher.
Ergo nicht nur die Oberflächen sind das Problem sondern das ganze(!) Organ…

#8 |
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Medizinischer Dokumentar

Ich bin selber betroffen und gerade wieder auf der Warteliste (seit fast 6 Jahren), da ich diese Nierenerkrankung (hypoplastische Nieren) von Geburt an habe, rennt mir langsam aber sicher die Zeit davon. 36 Jahre mit einer chronischen Krankheit, davon 2 Transplantationen und ca. 15 Jahre Dialyse hinterlassen Ihre spuren. Ich lebe gern und ich habe meinen Traumjob in einem KKH. Ich freue mich über JEDE wissenschaftliche neue Erkenntnis beim Thema Organspende und die Menschen, die gesund sind, können hier weder als Ärzte noch als irgendwelche andere Menschen mitreden! Wenn es nach mir ginge, würde ich sofort morgen ein neues Organspendegesetz in Deutschland einführen, jeder der zu Lebzeiten nicht widerspricht, wäre im Falle seines Hirntodes Oragnspender, jeder der zu Lebzeiten gegen eine Organspende ist, dürfte im Falle einer eigenen medizinischen Notwendigkeit KEIN Organ bekommen!

#7 |
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Xenotransplantation ist auch nicht “perverser” oder “unethischer” gegenüber den Schweinen als deren Fleisch zu essen oder Lederkleidung zu tragen. Es bedeutet genauso die Tiere zu töten, um sie zu nutzen. Der Unterschied ist nur die Form. Diese ist halt noch nicht seit Jahrtausenden in unserer Kultur verwurzelt.

#6 |
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Nichtmedizinische Berufe

Erstaunlich, wie grenzenlos andere Spezies in den Dienst des Menschen gestellt werden sollen. Soweit es Überschneidungen zwischen jenen gibt, die solches vorantreiben und denen, die z.B. die “Würde des Menschen” ganz oben auf ihrem Banner führen, erscheint es mir pervers. Denn ich kann mir keinen Menschen in Würde vorstellen, der mit Organen einer Kreatur lebt, die geschaffen wurde, ihre Organe an andere Spezies zu “spenden”.

#5 |
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Altenpfleger

Der Artikel wirft einen schmerzhaften Blick darauf, wie sehr unser sogenanntes Gesundheitssystem schon aus dem Ruder geraten ist. Höchste Zeit zum kollektiven Umdenken.

#4 |
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Tierärztin

Jeder der will kann Xenotransplantationen kritisch bewerten oder auch für den falschen Weg halten. Die Überbevölkerung der Erde als Gegenargument heranzuziehen ist mehr als zynisch. Mit dieser Begründung könnten wir auf jegliche kausale Therapie verzichten, und das Nichtstun als geeignetes Mittel betrachten, dem Bevölkerungszuwachs entegegzuwirken.
Tierseucherechtliche Regelungen wie z.B. die Schweinepestverordnung kann der Gesetzgeber – sollte sich hier tatsächlich ein Bedarf ergeben – jederzeit an die Notwendigkeiten anpassen, z.B. Sonderregelungen entwickeln und ähnliches. Als grundsätzliches Argument gegen Xenotransplantationen taugen sie ebenfalls nicht im Geringsten.

#3 |
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Eberhard Krämer
Eberhard Krämer

Triebfeder ist wohl wieder einmal Geld. Der Wunsch, Organe des Schweines transplantieren zu können, wird seit 15 Jahren bereits in einer Kommission ZENO beraten und die porcinen Viren lauern schon lange auf die Gelegenheit, auch die humanen Nachbarn zu besiedeln.Ist eine idiotische Idee, wird aber hartnäckig wweiter verfolgt.

#2 |
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Siegfried Armbruster
Siegfried Armbruster

Ok, wir haben einen Spendermangel aber Xenotransplantation ist meiner Meinung nach der falsche Weg. Hat sich schon jemand Gedanken darüber gemacht, wie man diese transplantierten Organe z. B. vor Schweinpest schützt. Diese Erkrankung ist ja auch anzeigepflichtig, und die Bekämpfung erfolgt nach der Schweinepestverordnung, die die Keulung aller Schweinebestände im Sperrbezirk beinhaltet.
Ein zweites Problem ist, dass man durch Xenotransplantationen Brücken zwischen verschiedenen Spezies schafft, die uns sicherlich interessante Erkrankungen bringen wird.

#1 |
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