Schweine könnten in Zukunft helfen, den großen Bedarf an Spenderorganen für Transplantationen zu decken. Doch bevor die Transplantation von Tierorganen auf den Menschen sicher funktioniert, haben Wissenschaftler noch eine ganze Reihe von Hürden zu überwinden.
Mit Schweinen verbinden viele Schlamm und Schmutz trotz der Sympathieträger wie die Filmgrößen Rudi Rüssel, Schweinchen Babe und Miss Piggy. Kaum eine andere Tiergruppe weckt so viele Assoziationen wie das Schwein, doch wer hätte gedacht, dass sich ausgerechnet die Transplantationsmedizin einmal in diese Liste einreihen wird. Aber genau in diesem Bereich, der eher mit sterilen Operationssälen als mit Schweineställen verbunden wird, spielen die Borstentiere eine immer wichtigere Rolle. Das Gebiet, auf dem sich die Schweine verdient machen, nennen Wissenschaftler Xenotransplantation. Dabei handelt es sich um die Übertragung von Zellen, Geweben oder Organen von einer Spezies auf eine andere, in diesem Fall vom Schwein auf den Mensch.
Auf das Schwein gekommen ist die Wissenschaft zunächst aus rein praktischen Gründen: Schweine sind überall billig zu züchten. Doch die Organe der Vierbeiner zeigen in Tests eine höhere mikrobiologische Sicherheit, also ein geringeres Risiko, über die Transplantation Krankheiten zu übertragen, als beispielsweise die Organe von Affen. Auf lange Sicht soll die Technik eine echte Alternative zur klassischen Organtransplantation bieten und damit den immer größer werdenden Mangel an menschlichen Spenderorganen auffangen.
Auf dem Weg der Xenotransplantation zur klinischen Praxis muss die Forschung jedoch mehrere Hürden zu überwinden. So ist die Abstoßungsreaktion aufgrund des geringen Verwandtschaftsgrades viel stärker als bei der so genannten Allotransplantation, der Organübertragung innerhalb einer Spezies. Bei artfremden Transplantaten kommt es neben der üblichen “einfachen” Abstoßung bereits Minuten nach der Übertragung zu einer so genannten hyperakuten Abstoßung, ausgelöst durch spezielle Zuckerreste auf den Zelloberflächen der Transplantate.
Auch die mikrobiologische Sicherheit bleibt ein Thema: Die meisten Mikroorganismen können durch entsprechende Haltung und züchterische Selektion eliminiert werden, doch wie jedes Tiergenom enthält auch das der Schweine so genannte Retroviren. Das sind Erreger, die ihr Erbgut bei einer Infektion dauerhaft in die Erbsubstanz des Wirts einbauen. Die Xenotransplantation birgt nun die Gefahr, dass solche beim Schwein PERV genannten Erreger im menschlichen Körper bislang unbekannte Infektionen auslösen, die bis hin zu Tumoren und Immunschwächen führen können. Und schließlich müssen bei der Transplantation auch die unterschiedlichen Lebenserwartungen von Schwein und Mensch und die anatomischen Unterschiede berücksichtigt werden.
Vor allem was die ersten beiden Punkte betrifft hat die Forschung in jüngster Zeit große Fortschritte gemacht, erklären Wissenschaftler der Deutschen Arbeitsgemeinschaft Xenotransplantation (DAX) am Robert-Koch-Institut in Berlin. Bereits im vergangenen Jahr berichteten amerikanische und britische Wissenschaftler von der erfolgreichen Züchtung genetisch veränderter Schweine, denen die beschriebenen Zuckerreste auf ihren Zelloberflächen fehlen. “Inzwischen konnten Zellen und Organe aus diesen transgenen Tieren erfolgreich in Primatenversuchen analysiert werden”, erklärt der Virologe und DAX-Leiter Joachim Denner gegenüber ddp. Durch die Eliminierung der hyperakuten Abstoßung sei ein wichtiger Schritt in Richtung klinische Tests geschafft.
Denners Arbeitsgruppe am Robert-Koch-Institut beschäftigt sich auch mit der Virussicherheit. Den Forschern ist es gelungen, die Nachweismethoden für verschiedene Schweineviren entscheidend zu verbessern. Das erleichtert die Auswahl von Tieren, die frei von infektiösen Viren sind. Durch die Nachweismethode kann die Erfolgsquote der genetischen Manipulationen kontrolliert werden. Außerdem berichtet Denner über Strategien, um die Übertragung der Schweine-Retroviren nach einer Transplantation zu verhindern. “Uns ist es gelungen, Antikörper als Grundlage für einen Impfstoff gegen PERVs zu gewinnen”, sagt der Virologe.
Trotz der eindeutig positiven Signale möchten die Forscher keine falschen Hoffnungen verbreiten oder sich gar auf Zeitangaben einlassen. Es gebe noch jede Menge Forschungsbedarf, um die beschriebenen Gefahren für den Menschen bei einer Xenotransplantation zu minimieren.
Durchsetzen wird sich das Verfahren in Stufen, da sind sich die Wissenschaftler einig: Zunächst werden wohl Diabetiker mit Schweine-Inselzellen aus der Bauchspeicheldrüse behandelt werden. Aufbauend auf diesen Erfahrungen müsste dann die Transplantation anderer Gewebe und schließlich von ersten Organen geprüft werden, erklärt Denner. Da die Lebenserwartung von Versuchstieren in Test mit Xenotransplantationen immer mehr zunehmen, wird in naher Zukunft auch das Wissen zunehmen, wie sich komplexerer Organe wie beispielsweise die Niere transplantieren lassen.
Sollte der Durchbruch in einigen Jahren gelingen und die Xenotransplantation damit die klinische Praxis erreichen, wird die Redewendung “Schwein gehabt” für viele Menschen eine völlig neue Bedeutung erlangen. Dann werden “einfache” Laborschweine als Lebensretter zu neuen Ehren kommen.
ddp/bdw Dirk Gilson
