Ein Team chinesischer Forscher hat zum ersten Mal eine Lungentransplantation von einem Schwein auf einen Menschen durchgeführt.

Ein Team chinesischer Forscher der Universität Guangzhou hat einen neuen Meilenstein in der artenübergreifenden Transplantationsforschung erreicht, indem es erstmals einem hirntoten Menschen eine genetisch veränderte Schweinelunge transplantierte . Laut den Ergebnissen der Studie, die am Montag in der Fachzeitschrift Nature Medicine veröffentlicht wurden, blieb das Organ neun Tage lang lebensfähig und funktionsfähig.

Die Entdeckung eröffnet eine weitere Möglichkeit, den Mangel an menschlichen Organen für Transplantationen künftig durch Xenotransplantation zu beheben, bei der Organe von einer Spezies auf eine andere verpflanzt werden. Frühere Studien haben bereits gezeigt, dass dies mit Nieren, Herzen und Lebern von genetisch veränderten Schweinen auf den Menschen möglich ist. Im vergangenen März veröffentlichte die Fachzeitschrift „Nature“ die Ergebnisse einer anderen Gruppe chinesischer Forscher, die im Jahr 2024 die erste Transplantation einer genetisch veränderten Schweineleber an einem 50-jährigen hirntoten Menschen durchgeführt hatten. Nach zehn Tagen beurteilten sie den Zustand des Organs und des Empfängers und überprüften dessen ordnungsgemäße Funktion.

Auch in den USA gab es in jüngster Zeit Berichte über Nierentransplantationen von Schweinen auf Menschen, wie etwa den von Towana Looney , der ältesten Empfängerin eines funktionierenden Organtransplantats von einem Schwein. Sie war der dritte Mensch weltweit, der eine Niere von einem gentechnisch veränderten Schwein transplantiert wurde. Die Niere funktionierte über vier Monate lang einwandfrei und übertraf damit frühere Fälle, musste jedoch letztendlich aufgrund einer akuten Abstoßung entfernt werden. Und im Jahr 2022 schlug, ebenfalls in den USA , zum ersten Mal zwei Monate lang ein Schweineherz in einem menschlichen Körper . Der 57-jährige David Bennett, der wegen schwerer Herzerkrankungen für tot gehalten wurde, erhielt im Rahmen einer historischen Transplantation das Organ eines gentechnisch veränderten Tieres.

Aufgrund der anatomischen und physiologischen Komplexität ist die Lungentransplantation jedoch mit anderen Herausforderungen verbunden als die Transplantation anderer fester Organe.

„Die Bedeutung dieses Durchbruchs liegt darin, dass Xenotransplantationsexperimente am Menschen bisher auf Nieren, Herzen und Lebern beschränkt waren, nicht jedoch auf die Lunge. Dieses Organ stellt aufgrund seines empfindlichen physiologischen Gleichgewichts eine noch größere Herausforderung dar : Es wird extrem stark durchblutet und ist ständig der Umgebungsluft ausgesetzt, was es besonders anfällig macht“, sagt Beatriz Domínguez-Gil, die derzeitige Direktorin der Nationalen Transplantationsorganisation (ONT). Im Gespräch mit SMC Spanien hält die Expertin diese Studie für besonders relevant, da sie „einen Konzeptnachweis dafür liefert, dass die Lungen-Xenotransplantation mit weiteren Verbesserungen in Zukunft eine echte Option zur Rettung von Leben werden könnte“, da „der klinische Bedarf enorm ist“.

Es gibt viele Atemwegserkrankungen, die Kandidaten für eine Transplantation sein können, aber „ etwa 80 % der Indikationen betreffen COPD , auch Emphysem genannt, und Lungenfibrose . Die anderen 20 % betreffen andere, seltenere Atemwegserkrankungen, von denen viele verwaist sind und für die es keine spezifische Behandlung gibt, weil sie selten vorkommen“, sagt Dr. Víctor Mora, Lungenfacharzt am Universitätsklinikum Marqués de Valdecilla, medizinischer Koordinator des Lungentransplantationsprogramms und Mitglied des Bereichs Interventionelle Pulmonologie, Lungenfunktion und Transplantation von SEPAR, in einer Erklärung gegenüber ABC.

Nach Angaben des Global Observatory on Donation and Transplantation (GODT), das von der National Transplant Organization (NTO) als Kooperationszentrum der Weltgesundheitsorganisation (WHO) koordiniert wird, wurden im Jahr 2024 weltweit 8.236 Lungentransplantationen durchgeführt, was einem Anstieg von 6 % gegenüber dem Vorjahr entspricht. Der Direktor der NTO warnt jedoch, dass die Nachfrage die Verfügbarkeit von Organen bei weitem übersteigt . Allein in der Europäischen Union erhielten im Jahr 2024 2.221 Patienten eine Lungentransplantation, verglichen mit 3.926, die im Laufe des Jahres auf der Warteliste blieben; von diesen starben 216, bevor sie die Transplantation erhalten konnten. In Spanien, dem weltweit führenden Land in dieser Hinsicht, wurden im Jahr 2024 623 Transplantationen durchgeführt, was einer Rate von 13,1 pro Million Einwohner entspricht, der höchsten Rate weltweit.

Patienten, die eine Transplantation benötigen, befinden sich in einem sehr fortgeschrittenen Stadium der Krankheit. Und obwohl Spanien seit 30 Jahren bei der Anzahl der Spender pro Million Einwohner weltweit führend ist, herrscht Organmangel. „Wir haben ein Ungleichgewicht zwischen der Anzahl der Patienten mit Atemwegserkrankungen, die für eine Transplantation in Frage kommen, und der Anzahl der Spender, die wir haben. Das zwingt uns, bei der Auswahl der Empfängerkandidaten auf der Warteliste sehr wählerisch zu sein . Wir nehmen diejenigen mit den größten Erfolgsaussichten auf“, erklärt Dr. Mora.

In dieser Studie transplantierten Dr. Jianxing He und seine Kollegen die linke Lunge eines genetisch veränderten Schweins in einen 39-jährigen Mann, der nach vier klinischen Untersuchungen für hirntot erklärt worden war. Die verbleibende Lunge des verstorbenen Patienten wurde belassen. Sie überwachten die Funktion der transplantierten Lunge und die Reaktion des menschlichen Immunsystems.

Das Schwein, von dem die Lunge stammte, wurde mithilfe von CRISPR sechsmal genetisch modifiziert, um es durch die Entfernung von Antigenen, die das Abwehrsystem des Empfängers nach der Transplantation aktivieren könnten, für den Menschen kompatibler zu machen. Die Autoren beobachteten, dass die Lunge nicht sofort vom Immunsystem abgestoßen wurde und neun Tage lang lebensfähig und funktionsfähig blieb. Sie stellten jedoch 24 Stunden nach der Transplantation Anzeichen einer Lungenschädigung und drei und sechs Tage später Anzeichen einer antikörpervermittelten Lungenabstoßung fest, sodass das Experiment am neunten Tag abgebrochen wurde.

Die Autoren sind davon überzeugt, dass diese Erkenntnisse einen ersten Schritt in Richtung einer Lungentransplantation vom Schwein auf den Menschen darstellen . Sie räumen jedoch ein, dass Verbesserungen erforderlich sind, um sowohl die genetischen Veränderungen am Spenderschwein als auch die immunsuppressiven Medikamente zu optimieren, die zur Verhinderung einer immunvermittelten Lungenabstoßung und zur Aufrechterhaltung der langfristigen Lungenfunktion erforderlich sind.

Die Lungentransplantation ist die schwierigste aller Organtransplantationen. „Ein Problem ist die technisch komplexere Operation , da während der Operation viele anatomische und technische Aspekte eine Rolle spielen. Aber auch immunologische und infektiöse Probleme sind problematisch, die beiden Hauptprobleme nach jeder Transplantation. Die Lunge ist eines der Organe, das aufgrund der höheren Abstoßungsrate eine besonders starke Immunsuppression erfordert . Dies zwingt uns zu einem aggressiven Vorgehen und einer deutlichen Schwächung unserer Abwehrkräfte. Dies erhöht das Infektionsrisiko in einem Organ, das als einziges mit der Außenwelt verbunden ist, erheblich . Niere, Leber und Herz sind sterile Organe, aber die Lunge kommt bei jedem Atemzug mit der Umwelt in Kontakt, und die Zahl der Infektionen ist höher“, erklärt Dr. Mora.

„Im Wettlauf nordamerikanischer und chinesischer Forscher um die Positionierung im vielversprechenden Bereich der Xenotransplantation und nach Erfahrungen mit lebenden Menschen und/oder hirntoten Patienten mit Nieren, Herzen und Lebern hat sich die Gruppe der Universität Guangzhou (China) dem Organ gewidmet, das für eine funktionierende Transplantation wahrscheinlich am empfindlichsten und komplexesten ist: der Lunge “, sagt Rafael Matesanz, Gründer der National Transplant Organization (ONT). In Stellungnahmen gegenüber SMC bezeichnet der ehemalige Direktor der ONT als „positive Daten“ die Tatsache, dass es zu keiner hyperakuten Abstoßung oder Infektion des Transplantats gekommen sei und das Transplantat während des Untersuchungszeitraums offenbar eine angemessene Funktionalität behielt. „Allerdings wurden in den ersten Tagen Ödeme festgestellt, wahrscheinlich aufgrund einer Ischämie-Reperfusion, und in den darauffolgenden Tagen traten Abstoßungszeichen auf. Angesichts der zeitlichen Beschränkung des Hirntods ist es nicht möglich, dessen Verlauf zu beurteilen. Abgesehen davon, dass die Beurteilung der funktionellen Entwicklung des Transplantats durch die Erhaltung der nativen Lunge mit guter Funktion kompliziert ist“, stellt er klar.

Abgesehen davon, dass diese Art von Eingriffen nachgewiesen werden kann, gibt es für Matesanz „mehr Unbekannte als Antworten, die sich aus dieser Studie ergeben. Es ist offensichtlich, dass weitere Forschung notwendig sein wird, aber die Möglichkeit, bei einem Patienten mit einer dieser Lungen gute Ergebnisse mit akzeptabler Überlebenschance zu erzielen, scheint gering und natürlich viel komplizierter als im Fall einer Niere oder Leber.“