Die Xenotransplantation von Schweinenieren zeigt nach 32 Tagen im menschlichen Körper eine optimale Leistung

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16. August 2023

Dies ist die fünfte Xenotransplantation des NYU Langone Transplant Institute seit 2021 und die dritte Schweineniere.

FOTO: JOE CARROTTA

S Chirurgen am NYU Langone Health haben einem Mann, der nach neurologischen Kriterien für tot erklärt wurde und dessen schlagendes Herz durch Beatmung erhalten blieb, eine gentechnisch veränderte Schweineniere transplantiert, die auch nach 32 Tagen noch gut funktioniert. Dies stellt den längsten Zeitraum dar, in dem eine gentechnisch veränderte Schweineniere bei einem Menschen funktioniert hat, und den jüngsten Schritt auf dem Weg zu einer alternativen, nachhaltigen Versorgung mit Organen für Transplantationen.

Multimedia-Materialien, darunter Fotos und ein B-Roll-Paket, stehen zum Download bereit.

Der Eingriff wurde am 14. Juli 2023 unter der Leitung von Robert Montgomery, MD, DPhil, dem H. Leon Pachter, MD, Professor für Chirurgie, Vorsitzender der Abteilung für Chirurgie und Direktor des NYU Langone Transplant Institute, durchgeführt Fünfte Xenotransplantation an der NYU Langone durchgeführt. Die Beobachtung läuft noch und die Studie wird bis Mitte September 2023 fortgesetzt.

„Diese Arbeit zeigt, dass eine Schweineniere – mit nur einer genetischen Veränderung und ohne experimentelle Medikamente oder Geräte – die Funktion einer menschlichen Niere für mindestens 32 Tage ersetzen kann, ohne dass es zu einer Abstoßung kommt“, sagte Dr. Montgomery, der zuvor die weltweit erste Operation durchgeführt hatte am 25. September 2021 eine genetisch veränderte Schweinenierentransplantation in einen menschlichen Verstorbenen, gefolgt von einem zweiten ähnlichen Eingriff am 22. November 2021. Chirurgen des Transplant Institute führten im Sommer 2022 zwei gentechnisch veränderte Schweineherztransplantationen durch.

Die erste Hürde, die es bei Xenotransplantationen zu überwinden gilt, besteht darin, die sogenannte hyperakute Abstoßung zu verhindern, die typischerweise nur wenige Minuten nach der Verbindung eines tierischen Organs mit dem menschlichen Kreislaufsystem auftritt. Durch das „Ausschalten“ des Gens, das das als Alpha-Gal bekannte Biomolekül kodiert – das nachweislich für eine schnelle Antikörper-vermittelte Abstoßung von Schweineorganen beim Menschen verantwortlich ist – konnte bei allen fünf Xenotransplantationen an der NYU Langone eine sofortige Abstoßung vermieden werden. Darüber hinaus wurde die Thymusdrüse des Schweins, die für die Bildung des Immunsystems verantwortlich ist, unter die äußere Schicht der Niere eingebettet, um neuartige, verzögerte Immunreaktionen abzuwehren. Es hat sich gezeigt, dass die Kombination von Modifikationen die Abstoßung des Organs verhindert und gleichzeitig die Nierenfunktion aufrechterhält.

Um sicherzustellen, dass die Nierenfunktion des Körpers ausschließlich durch die Schweineniere aufrechterhalten wird, wurden beide natürlichen Nieren des Transplantatempfängers chirurgisch entfernt. Eine Schweineniere wurde dann transplantiert und begann sofort mit der Urinproduktion, ohne dass es Anzeichen einer hyperakuten Abstoßung gab. Während der Beobachtungsphase hielt das Klinikpersonal der Intensivstation den Verstorbenen aufrecht, während die Leistung der Schweineniere überwacht und wöchentlich Biopsien entnommen wurden. Der Kreatininspiegel, ein im Blut vorkommendes Abfallprodukt des Körpers und ein Indikator für die Nierenfunktion, lag während der Dauer der Studie im optimalen Bereich, und bei der Biopsie gab es keine Hinweise auf eine Abstoßung.

Die Operation war die jüngste einer größeren Studie, die von einem speziellen Aufsichtsgremium für Forschungsethik an der NYU Langone genehmigt wurde, und wurde nach Rücksprache mit dem New York State Department of Health durchgeführt. Diese wichtige Forschung, von der die Studienleiter sagen, dass sie in Zukunft viele Leben retten könnte, wurde durch die Familie eines 57-jährigen Mannes ermöglicht, der sich nach einer Hirntoderklärung und einem Umstand, in dem seine Organe oder Gewebe verloren gegangen waren, für die Spende seines Körpers entschieden hatte waren nicht für eine Transplantation geeignet.

LiveOnNY, die gemeinnützige Organisation, die Organ- und Gewebespenden im Großraum New York City erleichtert, war ein wichtiger Partner bei den Bemühungen, die Spenderfamilie während des gesamten Autorisierungsprozesses zu informieren, zu unterstützen und mit ihr zusammenzuarbeiten.

In den Vereinigten Staaten stehen laut aktuellen Daten des Federal Organ Procurement and Transplantation Network (OPTN) mehr als 103.000 Menschen auf der Warteliste für eine Transplantation, davon fast 88.000 auf eine Niere. Im Jahr 2022 erhielten etwa 26.000 Menschen eine Nierentransplantation. Mittlerweile leiden fast 808.000 Menschen in den Vereinigten Staaten an einer Nierenerkrankung im Endstadium.

„Es stehen einfach nicht genügend Organe für alle zur Verfügung, die eines benötigen“, sagte Dr. Montgomery, der 2018 selbst eine Hepatitis-C-positive Herztransplantation erhielt. „Zu viele Menschen sterben aufgrund des Mangels an verfügbaren Organen, und ich bin mir sicher.“ glauben, dass Xenotransplantation ein gangbarer Weg ist, dies zu ändern.“

Die bei diesem Verfahren verwendeten Nieren und Thymusdrüsen wurden von einem GalSafe-Schwein gewonnen, einem von Revivicor Inc., einer Tochtergesellschaft der United Therapeutics Corporation, entwickelten Tier. Im Dezember 2020 hat die US-amerikanische Food and Drug Administration (FDA) das GalSafe-Schwein als potenzielle Quelle für Humantherapeutika sowie als Nahrungsquelle für Menschen mit Alpha-Gal-Syndrom, einer durch einen Zeckenstich verursachten Fleischallergie, zugelassen.

Während frühere gentechnisch veränderte Schweineorgantransplantationen bis zu 10 genetische Veränderungen beinhalteten, zeigt diese neueste Studie, dass eine Einzelgen-Knockout-Schweineniere noch mindestens 32 Tage lang ohne Abstoßung optimal funktionieren kann.

„Wir haben jetzt weitere Beweise gesammelt, die zeigen, dass zumindest in den Nieren die bloße Eliminierung des Gens, das eine hyperakute Abstoßung auslöst, zusammen mit klinisch zugelassenen Immunsuppressiva ausreichen kann, um die Transplantation bei einem Menschen erfolgreich zu bewältigen und eine optimale Leistung zu erzielen – möglicherweise sogar in den Nieren.“ langfristig“, sagte Dr. Montgomery.

Um die Sicherheit zu gewährleisten, verwendete das NYU Langone-Team Standardmedikamente zur Transplantationsimmunsuppression in Kombination mit einem verstärkten Screening auf porcines Cytomegalovirus (pCMV) beim Spenderschwein. Jüngste Studien haben gezeigt, dass pCMV die Organleistung beeinträchtigen und möglicherweise Organversagen auslösen kann. Nach 32 Tagen wurde kein pCMV mehr nachgewiesen und es wurde eine engmaschige Überwachung des endogenen Schweine-Retrovirus (PERV) sowie von sechs anderen interessierenden Viren durchgeführt.

Die Überwachung des Empfängers einer Schweineniere wird mit Erlaubnis der Familie, Zustimmung der Ethikkommission und fortgesetzter Unterstützung von United Therapeutics noch einen weiteren Monat fortgesetzt. Die zusätzlichen Daten der nächsten Wochen werden weiter analysiert, um ein tieferes Verständnis dieses einzigartigen medizinischen Fortschritts zu entwickeln.

„Wir glauben, dass die Verwendung eines Schweins, das bereits von der FDA als sicher eingestuft wurde, in Kombination mit dem, was wir bisher in unserer Xenotransplantationsforschung herausgefunden haben, uns der klinischen Studienphase näher bringt“, sagte Dr. Montgomery. „Wir wissen, dass dies das Potenzial hat, Tausende von Leben zu retten, aber wir möchten im weiteren Verlauf ein Höchstmaß an Sicherheit und Fürsorge gewährleisten.“

GalSafe ist eine Marke von Revivicor Inc.

Colin DeVriesTelefon: [email protected]

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