Eine Schweineniere wurde gerade in einen menschlichen Körper transplantiert und sie funktioniert immer noch

Xenotransplantationen könnten zur Lösung der Organtransplantationskrise beitragen – wenn es den Forschern gelingt, die Wissenschaft richtig hinzubekommen.

Lewis fragte: Ich stehe auf dem Dach des NYU Langone Health, einem Krankenhaus in Midtown Manhattan, und suche den Himmel über dem East River nach einem Hubschrauber ab. Es ist New York City, also gibt es jede Menge Hubschrauber, aber ich suche nach einem bestimmten.

[CLIP: Hubschraubergeräusche]

Endlich entdecke ich ihn: einen weißen Hubschrauber mit rot-weißen Rotorblättern, der eine sehr wertvolle Fracht an Bord hat. Die Klingen kommen surrend zum Stillstand und einige Leute steigen aus. Ein Mann trägt eine große weiße Kiste. In der Kiste? Eine Schweineniere.

[CLIP: Musik anzeigen]

Das ist Wissenschaft, schnell. Ich bin Tanya Lewis.

Ich renne zurück ins Krankenhaus und sehe zu, wie das kleine Team durch die Aufzugstüren kommt und die Kiste mit der Niere auf Eis rollt. Ich folge ihnen bis zur Operationsetage.

[CLIP: Orgel wird transportiert]

Und das ist alles, was ich tun kann. Nur Chirurgen und Krankenschwestern sowie eine Handvoll Beobachter dürfen den Operationssaal betreten. Es besteht die Gefahr, dass das Schweineorgan einen Virus in sich trägt, der Menschen infizieren könnte. Und sie werden mit persönlicher Schutzausrüstung geschrubbt. Das OP-Personal musste sich vor und nach der Operation außerdem speziellen Blutuntersuchungen unterziehen, um sicherzustellen, dass es keine Infektionen annahm.

Also mache ich mich auf den Weg zurück in einen kleinen Raum mit einer Live-Videoübertragung der Operation.

[CLIP: Xenotransplant-Kontrollraum]

Lewis: Ich bin hier, um einer Organtransplantation zuzuschauen. Aber nicht irgendeine Transplantation: Eine Schweineniere wird einem Menschen transplantiert. Dies wird als Xenotransplantation bezeichnet.

Der menschliche Empfänger ist nicht am Leben – er erlitt den Hirntod infolge einer Komplikation eines krebsartigen Hirntumors. Der Körper des Verstorbenen, wie ihn die Forscher nennen, wird lebenserhaltend versorgt. Er konnte seine Organe nicht spenden, aber seine Familie hat großzügig zugestimmt, seinen Körper für das Experiment zu spenden.

Ich schaue mir den Live-Video-Feed der Operation an. Der Chirurg beginnt mit der Vorbereitung des zu transplantierenden Organs.

Sobald es fertig ist, senkt er es in die Bauchhöhle des Verstorbenen. Er hat dem Verstorbenen bereits die eigenen Nieren entfernt, so dass die einzige Nierenfunktion vom Schweineorgan ausgehen wird.

Der Chirurg vernäht die Blutgefäße der Schweineniere sorgfältig mit der Nierenarterie und -vene des Verstorbenen.

Er verbindet auch den Harnleiter – den Schlauch, der die Niere mit der Blase verbindet – vom Schweineorgan mit dem menschlichen Harnleiter. Die Niere errötet rosa, wenn Blut durch sie zu fließen beginnt und Urin produziert.

Montgomery (Band): Die gesamte ischämische Zeit betrug…, was gut ist. Und es funktionierte sofort und begann fast sofort Urin zu produzieren….

Lewis:Das ist der Transplantationschirurg Robert Montgomery.

Robert Montgomery:Mein Name ist also Robert Montgomery und ich bin Vorsitzender der Abteilung für Chirurgie an der NYU Langone Health und Direktor des Transplantationsinstituts.

Lewis: Die Operation ist nun abgeschlossen. Hier leitet er eine Nachbesprechung mit dem Transplantationsteam am Krankenbett des Verstorbenen.

Montgomery (Band): Also haben wir die Xenotransplantation durchgeführt und eine bilaterale native Nephrektomie durchgeführt. Der gesamte Urin, der austritt, stammt also aus dem Xenotransplantat, und das wird auch weiterhin so bleiben ... wir haben also einen guten Anfang ...

Lewis: Montgomery weiß ein oder zwei Dinge über Transplantationen. Er hat nicht nur Tausende von Nierentransplantationen durchgeführt, er selbst hatte vor einigen Jahren auch eine Herztransplantation.

Montgomery: Ich hatte eine Herztransplantation, es sind fast fünf Jahre vergangen, nächsten Monat sind es fünf Jahre. Es ist einfach außergewöhnlich. Und es ging mir wirklich schlecht. Ich hatte sieben Herzstillstände, bei denen ich wiederbelebt werden musste. Dann kam es zu einer sehr langen Zeit, in der ich wiederbelebt werden musste, und ich hatte großes Glück, dass ich mich davon erholen konnte. Und einmal lag ich nach einer Veranstaltung einen Monat lang im Koma. Also habe ich mit Sicherheit alle Chancen übertroffen.

Lewis: Montgomery litt an einer angeborenen Herzkrankheit. Es forderte das Leben seines Vaters. Es nahm auch einen seiner Brüder mit, der gerade 35 Jahre alt war, als er starb. Sein anderer Bruder bekam vor 26 Jahren eine Herztransplantation.

Montgomery: Wissen Sie, das begleitet mich schon mein ganzes Leben lang. Ich bin Patient, solange ich Arzt bin, und ich hatte viel Zeit, darüber nachzudenken. Und sicherlich hat es mein Leben als Transplantationschirurg enorm beeinflusst. Und ich bin immer auf der Suche nach dem nächsten großen Ding, das einen großen Unterschied im Leben von Menschen machen könnte, die eine Transplantation benötigen.

Lewis: Montgomery möchte eine praktisch unbegrenzte Quelle an Organen für Menschen schaffen, die diese benötigen. Deshalb interessierte er sich für Xenotransplantationen.

Montgomery: Daher ist die Organversorgung unser größter ungedeckter Bedarf. Über 100.000 Menschen warten auf Organe und nur etwa ein Drittel von ihnen schafft es tatsächlich über die Ziellinie. Und alle anderen werden entweder zu krank, um von einer Transplantation zu profitieren, oder sie sterben in Erwartung.

Dabei sind noch nicht einmal alle Menschen berücksichtigt, die sterben, bevor sie für eine Transplantation in Frage kommen, denn die Zuteilung der Organe richtet sich nach der Schwere der Erkrankung, und man muss wirklich krank sein, bevor man überhaupt für eine Transplantation in Betracht kommt Transplantationsliste.

Lewis: Derzeit stammen alle transplantierten Organe entweder von lebenden oder verstorbenen menschlichen Spendern. Doch nur sehr wenige Menschen sterben so, dass ihre Organe für Transplantationen genutzt werden könnten.

Schweine-Xenotransplantationen bieten eine Möglichkeit, möglicherweise mehr Menschen die Chance zu geben, ein Organ zu bekommen, das ihr Leben retten würde.

Montgomery: Das derzeitige Paradigma, dass jemand sterben muss, damit ein anderer leben kann, funktioniert also nicht. Und wir brauchen eine alternative, nachhaltige, erneuerbare Quelle für Organe, und Xenotransplantation ist derzeit die vielversprechendste.

Lewis:Die bei diesen Transplantationen verwendeten Schweineorgane wurden genetisch verändert, sodass sie keinen Zucker namens Alpha-Gal produzieren, der bei Schweinen vorkommt und das menschliche Immunsystem dazu veranlasst, das Organ anzugreifen oder abzustoßen.

Bei Transplantationen von Mensch zu Mensch stellt die Abstoßung bereits ein Problem dar, Schweineorgane stellen jedoch eine besondere Herausforderung dar.

Montgomery: Zwei Menschen sind sich viel ähnlicher als ein Mensch und ein Schwein, oder? Sie können sich also vorstellen, dass allein die Variation dessen, was wir Antigene, verschiedene Kohlenhydrate und Proteine ​​nennen, der genetische Code zwischen einem Schwein und einem Menschen wirklich unterschiedlich ist. Es gibt viele potenzielle Angriffspunkte für das menschliche Immunsystem – weniger, wenn man zwei Menschen hat.

Lewis:Ich fragte Montgomery, wie es sei, diese Xenotransplantation tatsächlich durchzuführen, da ich wusste, wie viel für das Feld auf dem Spiel stand, wenn es nicht wie geplant verlaufen würde.

Er ist ein ziemlich ruhiger Mensch – genau wie man es von einem Transplantationschirurgen erwarten würde.

Montgomery: Wenn Sie etwas tun, was noch nie zuvor getan wurde, spüren Sie dieses enorme Gewicht. Und wissen Sie, es ist ganz klar, dass wir hier nicht viele Torschüsse haben werden, die nicht zum Erfolg führen. Ich bin mir dessen sehr bewusst. Aber ich beschäftige mich seit 35 Jahren damit, und sobald ich im Operationssaal ankomme, ist es eine Erfahrung, bei der alles irgendwie auf die anstehende Aufgabe zusammenfällt. Und alle Gedanken, Zweifel oder irgendetwas, das Sie im Kopf haben, verschwinden schnell und Sie konzentrieren sich nur noch darauf, die Arbeit zu erledigen.

Lewis:Dies war tatsächlich die fünfte Xenotransplantation, die er und seine Kollegen an der NYU unter Verwendung eines verstorbenen Modells durchgeführt haben.

Montgomery: Bis 2021 wurden alle Xenotransplantate von gentechnisch veränderten Schweinen in Primaten eingesetzt. Es gab also noch nie eine Transplantation vom Schwein auf den Menschen.

Und das erste haben wir im September 2021 gemacht. Und wir haben dieses Organ einer Person eingesetzt, die nach neurologischen Kriterien für tot erklärt worden war, also hirntot war. Aber das Herz schlug immer noch und die Person wurde an ein Beatmungsgerät angeschlossen. Und die Idee dabei war, dass wir die Möglichkeit hatten, eines dieser Organe an jemandem zu testen, dem kein Schaden zugefügt werden konnte, wenn die Dinge nicht gut liefen.

Lewis: Die NYU führte bald eine weitere Nieren-Xenotransplantation durch, und ein Team der University of Alabama führte ebenfalls eine durch. Dann führte die NYU zwei Herz-Xenotransplantationen durch. Doch diese früheren Experimente dauerten nur wenige Tage, bevor der Verstorbene von der lebenserhaltenden Therapie befreit wurde. Die University of Alabama hat gerade ein weiteres Nierentransplantationsexperiment durchgeführt, das eine Woche dauerte.

Aber dieses Experiment läuft schon seit mehr als einem Monat und sie haben gerade die Genehmigung erhalten, das Experiment um einen weiteren Monat zu verlängern.

Bereits Anfang 2022 transplantierte ein Team der University of Maryland einem lebenden Menschen ein Schweineherz – einem Mann namens David Bennett. Bennett lebte zwei Monate mit der neuen Orgel, doch letztendlich scheiterte sie und er starb.

Der genaue Grund für das Scheitern ist noch unklar, doch möglicherweise spielte ein bisher unentdecktes Schweinevirus eine Rolle.

Montgomery: Es gibt also immer noch viele Rätsel, was passiert ist. Was wir jedoch wissen ist, dass das Herz plötzlich nicht mehr funktionierte. Zu dieser Zeit gab es unter anderem eine Infektion, ein Virus namens Cytomegalievirus (CMV), das vom Schwein stammte, im Schweinegewebe verblieb und niemals menschliches Gewebe oder Zellen infizierte.

Aber wir wissen aus jahrzehntelanger Arbeit an Primaten, dass, wenn das Organ … wenn das Schweineherz mit diesem Virus infiziert wird, das Herz schnell schwächelt. Wir glauben also, dass das eine Rolle gespielt hat, aber es schien auch eine gewisse Ablehnung zu geben.

Lewis: Montgomery und sein Team nehmen diese Risiken ernst. Sie haben einen genaueren Test zur Erkennung von Schweineviren entwickelt und überwachen den Empfänger und jeden, der mit ihnen in Kontakt kommt, sehr genau.

Anständige Experimente wie das, das sie derzeit durchführen, werden von entscheidender Bedeutung sein, um der FDA zu zeigen, dass diese Schweineorgane sicher und wirksam genug für klinische Studien an lebenden Menschen sind.

Die NYU hofft, einer der ersten Standorte zu sein, der an einem solchen Versuch teilnimmt.

Für Montgomery ist es sowohl eine persönliche als auch eine berufliche Mission.

Montgomery: Als ich einen Monat lang auf der Intensivstation lag und auf ein menschliches Organ wartete, wurde mir noch klarer, dass ich den Rest meines Lebens diesem Organ widmen musste. Ich habe sowieso das Gefühl, dass ich von geliehener Zeit lebe. Und das ist zu dem geworden, was ich wirklich für eine Chance halte, die Zukunft auf wirklich bedeutsame Weise für alle Menschen zu verändern, die... Ich teile ihr Ausmaß an Verzweiflung, wissen Sie, und verstehe es, wenn Sie es sind Wenn man auf eine Transplantation wartet, ist das eine äußerst verletzliche und schwierige Situation.

Lewis : Science, Quickly wird von Tulika Bose, Jeff DelViscio, Kelso Harper, Carin Leong und mir produziert. Es wird von Elah Feder und Alexa Lim herausgegeben. Unsere Musik wurde von Dominic Smith komponiert.

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Für Science, Quickly, ich bin Tanya Lewis.

[Bildnachweis: Joe Carrotta für NYU Langone Health]

fragte Lewis ist leitender Redakteur für Gesundheit und Medizin bei Scientific American. Folgen Sie ihr auf Twitter @tanyalewis314 Bildnachweis: Nick Higgins

Jeffery DelViscio ist leitender Multimedia-Redakteur und verantwortlich für Videos und Podcasts bei Scientific American. Folgen Sie Jeffery DelViscio auf Twitter

Alexa Lim ist Audioproduzentin und Autorin. Folgen Sie Alexa Lim auf Twitter