Sollten Tierorgane für menschliche Transplantationen gezüchtet werden?

In diesem Spotlight-Feature betrachten wir die Geschichte von Tier-zu-Mensch-Transplantationsexperimenten, auf denen sich die Forschung derzeit befindet, und untersuchen die Argumente für und gegen die Entwicklung dieser Technologie.

Vor kurzem, Medizinische Nachrichten heute berichteten über einen Durchbruch in der Xenotransplantation - die Wissenschaft der Transplantation funktioneller Organe von einer Spezies zur anderen. Wissenschaftler aus dem Cardiothoracic Surgery Research Program des National Heart, Lung und Blood Institute (NHLBI) demonstrierten erfolgreich, wie gentechnisch veränderte Ferkelherzen über mehr als ein Jahr in den Bauch von Pavianen gehalten werden.

Englisch: bio-pro.de/en/region/stern/magazin/...3/index.html Während dies ein Satz ist, der für manche absurd oder sogar alptraumhaft klingen mag, ist Xenotransplantation eine glaubwürdige Wissenschaft, die die Arbeit führender Wissenschaftler und angesehener Organisationen wie der NHLBI und der Mayo Clinic sowie großer privater Pharmaunternehmen wie United Therapeutics und Novartis.

Darüber hinaus ist die Xenotransplantation keine neue Wissenschaft, da bereits im 17. Jahrhundert transfusionsübergreifende Bluttransfusionen durchgeführt wurden.

Warum die Organe von Tieren in lebende Menschen transplantieren?

Der Grund, warum Xenotransplantation ein brennendes Problem ist, ist sehr einfach: Wegen eines lähmenden Mangels an verfügbaren Organen für Patienten, die Transplantationen benötigen, müssen viele Menschen sterben.

US-Regierungsinformationen über Transplantationen berichten, dass durchschnittlich 79 Menschen jeden Tag Organtransplantationen erhalten, aber 18 Menschen jeden Tag aufgrund von Organmangel sterben.

Die Anzahl der Menschen, die in den USA eine Organspende benötigen, hat sich in den letzten zwei Jahrzehnten mehr als verfünffacht - von 23.198 im Jahr 1991 auf 121.272 im Jahr 2013. Im gleichen Zeitraum hat sich die Zahl der spendenwilligen Menschen nur verdoppelt - 6 953 Spender im Jahr 1991 gegenüber 14 257 im Jahr 2013.

Obwohl einige Forscher versuchen, diesen Mangel zu lösen, indem sie mechanische Komponenten entwickeln, die den Organversagen unterstützen können, wird angenommen, dass diese Geräte das Risiko von Infektionen, Blutgerinnseln und Blutungen beim Patienten erhöhen.

Die Stammzellenforschung verfolgt auch aktiv das Ziel, Ersatzorgane zu züchten, aber trotz der regelmäßigen Nachricht von Durchbrüchen ist die Realität eines funktionsfähigen laborgezüchteten menschlichen Organs, das für die Transplantation geeignet ist, weit entfernt.

Dr. Muhammad M. Mohiuddin, NHLBI, der das für den Pavian-Prozess verantwortliche Team leitete, erklärte:

"Bis wir lernen, Organe durch Tissue Engineering zu züchten, was in naher Zukunft unwahrscheinlich ist, scheint die Xenotransplantation ein guter Ansatz zu sein, um die Verfügbarkeit von menschlichen Organen zu ergänzen. Trotz vieler Rückschläge haben die jüngsten genetischen und immunologischen Fortschritte den revitalisierten Fortschritt in der Xenotransplantationsfeld.

Xenotransplantation könnte dazu beitragen, den Mangel an menschlichen Organen, die für eine Transplantation zur Verfügung stehen, zu kompensieren. "

Exzentrische Geschichte der Xenotransplantation

In seiner Kurzgeschichte der Cross-Specific Organtransplantation Monographie, in der Zeitschrift veröffentlicht Verfahren (Baylor University Medical Center)Dr. David KC Cooper zeichnet das früheste bekannte Beispiel der Verwendung von tierischen Körperteilen nach, um kranke oder fehlerhafte Bestandteile menschlicher Körper bis ins 17. Jahrhundert zu ersetzen. Dies war, als Jean Baptiste Denis die klinische Praxis der Bluttransfusion von Mensch zu Mensch initiierte.

Wie zu erwarten war, waren die Ergebnisse nicht erfolgreich und in Denis 'Heimatland Frankreich wurde Xenotransfusion verboten.

Vor dem 19. Jahrhundert hatte sich ein eher ungewöhnlicher Trend zur Haut-Xenotransplantation herauskristallisiert. So unterschiedliche Tiere wie Schafe, Hasen, Hunde, Katzen, Ratten, Hühner und Tauben wurden dazu aufgefordert, ihre Haut zu spenden, aber das Pfropfverfahren war nichts für Zartbesaitete.

Medizinische Aufzeichnungen zeigen, dass, um den damaligen Xenochirurgen zu zeigen, dass die Spenderhaut vaskularisiert ist (entwickelte Kapillaren), das lebende Spendertier für gewöhnlich mehrere Tage an den Patienten geschnallt werden muss. Der beliebteste Hautspender - der Frosch - wurde jedoch typischerweise lebend gehäutet und dann sofort auf den Patienten transplantiert.

Trotz einiger angeblicher Erfolge sind moderne Ärzte skeptisch, dass diese Hauttransplantationen in irgendeiner Weise für den Patienten vorteilhaft gewesen sein könnten.

Die erste Hornhaut-Xenotransplantation - bei der die Hornhaut eines Schweins in einen menschlichen Patienten implantiert wurde - erfolgte bereits im Jahr 1838. Doch bis zum 20. Jahrhundert würden die Wissenschaftler das Potenzial für eine Xenotransplantation und die ersten Erfolge beim Menschen noch nicht ernsthaft in Betracht ziehen -Humane Organtransplantation.

1907 schrieb der Nobelpreisträger Alexis Carrel, dessen Arbeit an Blutgefäßen die Organtransplantation zum ersten Mal durchführbar machte:

"Die ideale Methode wäre die Transplantation von Organen von Tieren, die einfach zu sichern und zu operieren sind, wie zB Schweine. Es wäre aber aller Wahrscheinlichkeit nach notwendig, Organe des Schweines gegen das menschliche Serum zu immunisieren. Die Zukunft der Transplantation von Organen für therapeutische Zwecke hängt von der Machbarkeit der Hetero [Xeno] -Transplantation ab. "

Diese Worte wurden als "prophetisch" bezeichnet, weil Carrel die genaue Forschungslinie beschreibt, die ein Jahrhundert später von Xenotransplantationswissenschaftlern unternommen wurde.

Ein paar Jahre später würde ein anderer führender Wissenschaftler, Serge Voronoff, auch das Interesse der modernen Wissenschaft an der Verwendung der Pankreasinseln von Schweinen zur Behandlung von schwerem Typ-1-Diabetes bei menschlichen Patienten vorhersagen. Andere Xenoexperimente von Voronoff haben jedoch eine kritische Aufarbeitung nicht so gut überstanden.

Voronoffs wissenschaftliches Hauptinteresse galt der Wiederherstellung der Lebensfreude älterer Männer.Sein Versuch, dieses Element des Alterungsprozesses umzukehren, bestand darin, Scheiben von Schimpansen oder Pavian-Hoden in die Hoden seiner älteren Patienten zu transplantieren.

Unglaublich, diese Operation erwies sich als ziemlich populär, mit mehreren hundert Operationen, die in den 20er Jahren sowohl in den USA als auch in Europa stattfanden.

In den 1960er Jahren war die Transplantation von Nieren von verstorbenen zu lebenden Menschen trotz begrenzter Verfügbarkeit von französischen und amerikanischen Chirurgen etabliert worden.

Die Dialyse war noch nicht in der Praxis und in Anbetracht der Tatsache, dass seine Nierenversagen-Patienten in Ermangelung einer verfügbaren Spenderniere einen sicheren Tod erwarteten, unternahm der Louisiana-Chirurg Keith Reemtsma den beispiellosen Schritt der Transplantation von Tiernieren. Er wählte Schimpansen als Spendertiere aufgrund ihrer engen evolutionären Beziehung zu Menschen.

Obwohl 12 seiner 13 Schimpansen-zu-Mensch-Transplantationen innerhalb von 2 Monaten entweder zu Organabstoßung oder infektiösen Komplikationen führten, lebte und arbeitete ein Patient von Reemtsma 9 Monate lang in guter Gesundheit, bevor er plötzlich an einer akuten Elektrolytstörung starb. Die Autopsie ergab, dass die Nieren der Schimpansen nicht abgestoßen wurden und normal arbeiteten.

Experimente zur Xenotransplantation essenzieller Organe wurden bei lebenden Patienten bis in die 1980er Jahre fortgesetzt - ohne dauerhaften Erfolg. Die Verfahren weckten jedoch eine breite Öffentlichkeitswirkung, wobei einige einen späteren Anstieg der Organspende für den gescheiterten Versuch, ein Pavianherz in ein Mädchen zu verpflanzen, 1983 angaben.

Wo steht die Forschung derzeit?

Trotz der offensichtlicheren Ähnlichkeiten zwischen Menschen und anderen Primaten werden Schweine heute als das lebensfähigste Spendertier für die Xenotransplantation angesehen.

Trotz der Abweichung von Menschen auf der evolutionären Skala vor etwa 80 Millionen Jahren hat die vollständige Genomsequenzierung des Schweins gezeigt, dass Menschen und Schweine ähnliche DNA haben, während die Organe des Schweins anatomisch in Größe und Funktion mit Menschen vergleichbar sind.

Der Hauptvorteil des Schweines als Spender liegt jedoch möglicherweise in seiner Verfügbarkeit, was möglicherweise eine "unbegrenzte Versorgung" von Spenderorganen ermöglicht. Wenn eine Transplantation lebensfähig ist, würden Schweinespender eine sofortige Lösung für das Problem des Organmangels bieten.

Xenotransplantationsoptimisten glauben auch, dass der Prozess die bestehende Erfolgsrate der Transplantation von menschlichen Organen verbessern kann. Indem die Schweine gesund gehalten, regelmäßig auf eine Infektion hin überwacht werden und bis zu dem Zeitpunkt leben, an dem die erforderlichen Organe in Narkose ausgeschnitten werden, wären die negativen Auswirkungen einer Transplantation von verstorbenen Spendern - wie Organversagen oder Übertragung von Krankheitserregern - zu befürchten viel weniger wahrscheinlich, argumentiert diese Gruppe.

Für die erfolgreiche Umsetzung der Xenotransplantation bestehen jedoch nach wie vor erhebliche wissenschaftliche Hindernisse.

Die Firma United Therapeutics - die nach der Tochter von CEO Martine Rothblatt in die Xenotransplantationsforschung einstieg, wurde mit einer pulmonalen Hypertonie diagnostiziert, einem Zustand mit einer 90% igen Unterversorgung von verfügbaren Lungenspendern.

Medische Nachrichten heute Englisch: bio-pro.de/en/region/ulm/magazin/02710/index.html Er sprach mit Rothblatt, der einmal behauptete, das Unternehmen werde "vor dem Ende des Jahrzehnts" erfolgreich eine Schweinelunge in einen menschlichen Patienten verpflanzt haben.

"Für eine erste klinische Studie, die mein Ziel war, denke ich, dass wir auf dem richtigen Weg sind", sagte sie uns. "Ich sagte, unser Ziel gegen Ende des Jahrzehnts sei es, eine Xeno-Lunge in einen Patienten mit einer Lungenerkrankung im Endstadium zu transplantieren und sie wieder gesund zu machen."

Neben zukunftsweisenden Lungen-Xenotransplantaten hat das Unternehmen Ambitionen, Schwein Nieren, Leber, Herz und Hornhaut für die Transplantation von Menschen zur Verfügung zu stellen.

"Alle sind Jahre weg, aber Lunge kann sehr schwierig sein", gibt Rothblatt zu. "Wir nennen es den Kanarienvogel in der Kohlemine."

Um die Schweinelunge mit Menschen kompatibel zu machen, hat Rothblatt geschätzt, dass 12 Modifikationen am Schweinegenom vorgenommen werden müssen, die eine Abstoßung verhindern. Sie behauptet, dass es United Therapeutics nun gelungen ist, sechs dieser Genommodifikationen zu machen.

Auch die genetisch veränderten Ferkel von United Therapeutics sorgten bei Pavianen für die Weltrekord-Weltrekord-Herzen für die NHLBI-Studie.

Widerstand gegen Xenotransplantation

Die Wissenschaft ist jedoch nicht das einzige Hindernis für die Xenotransplantation. Obwohl er bei jedem Schritt alle Schritte der Forschung mit Ethikkommissionen abgeschlossen hat, gesteht Rothblatt, der in Medizinethik promoviert hat, dass es unvorhersehbare regulatorische Dilemmata und ethische Gespräche geben wird, bevor die Xenotransplantation in die klinische Praxis übernommen werden kann.

Im Jahr 2004 führte das Policy Studies Institute des Vereinigten Königreichs die erste umfassende Umfrage über die Einstellung der Öffentlichkeit zu möglichen Lösungen für die Krise des Organmangels durch. Die öffentliche Wahrnehmung der Xenotransplantation erwies sich als überwiegend negativ.

In der Tat war die Reaktion auf die Transplantation von Mensch zu Mensch so feindselig, dass einige Befragte forderten, dass sie als Option für die Umfrage entfernt würde. Obwohl viele Befragte die Xenotransplantation für unethisch hielten, bestand die Hauptsorge darin, dass Tierviren Menschen infizieren und sich in der Bevölkerung verbreiten könnten.

Im Anschluss an die Umfrage fand eine spannende Debatte über die Ethik der Xenotransplantation auf den Seiten von Philosophie jetzt. Laura Purdy - emeritierte Professorin für Philosophie am Wells College in Aurora, New York - erklärte, dass "die Xeno-Debatte so weitergeht, als ob die Rettung von Leben unsere oberste moralische Priorität ist". Sie argumentiert, dass dies aus dieser Perspektive darauf hindeutet, dass die Leben, die durch die Perfektionierung der Xenotransplantation verloren gegangen sind, nicht zählen.

"Was ist mit den 11 Millionen Babys und Kindern, die jedes Jahr an Durchfall, Malaria, Masern, Lungenentzündung, AIDS und Mangelernährung sterben?" sie fragte. "Was ist mit der halben Million Frauen, die jedes Jahr während Schwangerschaft und Geburt sterben, wenn einfache Maßnahmen die meisten davon retten könnten?"

Wir haben Prof. Purdy gefragt, warum die Tatsache, dass Menschen an Dingen sterben, die mit Transplantationsproblemen nichts zu tun haben, die Wissenschaft moralisch davon abhalten würde, auch das Problem des Organspendermangels zu lösen.

"Ich stimme zu, dass andere Dinge, die gleich sind, sagen, dass Menschen aus anderen Gründen sterben, nicht zeigt, warum wir diese Sache nicht auch angehen sollten", antwortete sie.

"Aber sobald man die größeren Risiken für die Gesellschaft sowohl aus der Forschung als auch dem Einsatz der Technologie übernommen hat, sowie die Wahrscheinlichkeit, dass dies nur eine Brückentechnologie ist, die hoffentlich durch zukünftige Entwicklungen überholt wird ( wie teilweise oder ganze künstliche Herzen) oder Fortschritte in der öffentlichen Gesundheit (Fortschritte gegen Diabetes) und die Wahrscheinlichkeit, dass sowohl die Forschung als auch die Durchführung sehr teuer sein wird, was den Prozess für das weitere Vorgehen erheblich erodiert.

Ressourcen für die Gesundheit sind bei weitem nicht unendlich. Es gibt vieles, was wir jetzt tun könnten, um die menschliche Gesundheit zu fördern, die diese Nachteile nicht hat - warum nicht mehr dort konzentrieren? "

Ob die Einstellung der Öffentlichkeit zur Xenotransplantation in den zehn Jahren seit der Erhebung des Policy Studies Institute nicht geklärt ist, ist nicht bekannt.

Mit dem Fortschritt der Technologie und der Wahrscheinlichkeit, dass die Umsetzung in die Praxis umgesetzt wird, muss jedoch auch das öffentliche Gespräch über die vermeintlichen Rechte und Unrecht der Organtransplantation vorangetrieben werden, um die Wissenschaft rechenschaftspflichtig zu machen.

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