Wie Schweine helfen können, die Organtransplantation zu lindern

Mit Tausenden von Amerikanern, die jedes Jahr auf eine Organtransplantation warten, suchen die Forscher nach einem Weg, den Bedürftigen Organe zur Verfügung zu stellen.

Auch wenn es bedeutet, die Möglichkeit von Transplantationen zwischen Schweinen zu untersuchen.

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Die Möglichkeit der Organtransplantation von Tier zu Mensch, oder Xenotransplantation, wurde seit Jahrzehnten untersucht, da sie eine nahezu unbegrenzte Versorgung mit Organen ermöglichen würde.

Probleme mit der Immunantwort, Viren auf Tierbasis und andere inhärente Unterschiede zwischen Tieren und Menschen haben diese Option jedoch eher im Bereich der Science-Fiction als in der Realität gehalten.

In den 1960er Jahren verwendeten einige Ärzte Primatenorgane für die Transplantation von Menschen, aber Patienten starben typischerweise, nachdem ihr Immunsystem die Organe schnell angegriffen hatte.

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Trotz dieser Rückschläge haben Ärzte nach einer Möglichkeit gesucht, Organe von Tieren auf Menschen zu übertragen.

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Eine kürzlich durchgeführte Studie zeigte auf, wie genetische Durchbrüche Tiergenome "verfeinern" können und sie in Zukunft möglicherweise zu Organspendern für Menschen machen.

Die Wissenschaftler veröffentlichten ihre Ergebnisse Anfang des Monats in der Zeitschrift Science.

Wissenschaftler der eGenesis-Biotech-Firma, der Harvard Medical School, der Zhejiang University und anderer Institutionen nutzten die bahnbrechende Technologie CRISPR-Cas9, um herauszufinden, ob sie die Reste von endogenen Retroviren aus Schweinegenomen entfernen können.

Die Viren sind die Ursache für eine große Hürde bei der Xenotransplantation.

Mithilfe der CRISPR-Cas9-Technologie konnten die Forscher diese Reste entfernen, die dem Genom des Schweines innewohnen und über Generationen weitergegeben werden können.

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Der Grund, warum diese Reste entfernt werden mussten, ist, dass sie möglicherweise menschliche Patienten nach einer Transplantation infizieren könnten. Folglich besteht das Risiko, dass diese Reste, die auch als PERVs bezeichnet werden, den Menschen auf unvorhersehbare Weise beeinflussen könnten.

Sie könnten sich bei einem menschlichen Patienten mit Viren verbinden und eine tödliche Infektion verursachen.

In einem gefährlicheren Szenario könnten sie dazu führen, dass sich eine völlig neue Art von Virus entwickelt, die eine Kombination aus Schweine- und menschlichen Viren ist, die sich auf andere Menschen ausbreiten und möglicherweise einen tödlichen Ausbruch verursachen können.

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"Wir haben in unseren Studien beobachtet, dass PERVs von Schweinen auf menschliche Zellen übertragen und in vitro zwischen menschlichen Zellen übertragen werden können", schreiben die Autoren der Studie."Diese Ergebnisse belegen das Risiko einer virusübergreifenden Übertragung im Rahmen der Xenotransplantation. "

Mithilfe der CRISPR-Cas9-Technologie konnten die Forscher Schweinezellen genetisch manipulieren, um Schweineföten und Ferkel ohne die viralen Reste im Genom zu erzeugen. Sie konnten 37 Ferkel ohne diese PERVs konstruieren, von denen 15 noch am Leben sind. Das älteste Tier ist 4 Monate.

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Die Autoren der Studie räumten ein, dass viel mehr Studien notwendig sind, um sicherzustellen, dass Organe für Menschen sicher gemacht werden können. Aber sie hoffen, dass ihre Ergebnisse die Grundlage für neue Forschung sind.

"Am wichtigsten ist, dass das PERV-inaktivierte Schwein als Grundschweine-Stamm dienen kann, der weiter entwickelt werden kann, um sichere und effektive Organ- und Gewebsressourcen für die Xenotransplantation bereitzustellen", schreiben die Autoren.

Die Hindernisse für die Xenotransplantation

Dr. Seth Karp, Professor und Vorsitzender der Abteilung für Chirurgie und Direktor des Vanderbilt Transplantationszentrums, sagte, die Studie sei ein wichtiger Schritt in Richtung Xenotransplantation, aber er warnte, dass es immer noch nicht so bald passieren wird.

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"Es gibt verschiedene Verbindungen, Moleküle ..., die beim Menschen nicht auf die gleiche Weise existieren", sagte Karp gegenüber Healthline.

Durch diese Unterschiede greift das menschliche Immunsystem diese Moleküle schnell an und verletzt das Gewebe.

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"Diese Barriere zu überwinden ist sehr schwierig", stellte Karp fest.

Karp hat erklärt, dass diese Studie Ärzten helfen könnte, ein großes Hindernis bei der Xenotransplantation zu überwinden.

"Die Menschen sind sehr besorgt über Viren, die sich zusammen mit dem Organ bewegen und dann eine neue Art von Virus beim Menschen erzeugen", sagte Karp.

Die Beseitigung der PERVs im Genom könnte dazu beitragen, dass einige Viren nicht weitergegeben werden können.

Karp sagte jedoch, dass Ärzte trotz medizinischer Durchbrüche immer noch Schwierigkeiten haben, die Immunantwort bei Patienten zu kontrollieren, selbst 60 Jahre nach der Organtransplantation.

"Wenn ein Organ hineingeht, sieht es der Körper als fremd", erklärte Karp.

Die Reaktion des Immunsystems war "viel schwieriger als wir ursprünglich dachten. "

Karp betont, dass der Organmangel vorerst anhalten wird, wenn nicht mehr Menschen freiwillig Organspender werden.

"Diesen Therapien geht es immer besser", sagte er über Behandlungen, um das Leben der Patienten zu verlängern. Aber "es gibt immer noch Zehntausende von Menschen, die sterben", derzeit auf Wartelisten.

Warum Schweine als der wahrscheinlichste Organlieferant gelten, erklärt Karp, dass es viel mit Größe und Temperament zu tun hat.

"Es ist ein schönes Größenverhältnis ... es gibt Schweine, deren innere Organe eine gute Größe haben [passend]. " er sagte. "Von einem experimentellen Standpunkt aus sind sie leicht zu halten und leicht zu züchten. "

Er sagte auch, dass die Tiere" fügsam genug sein müssen "für Experimente, so dass sie für Wissenschaftler keine Gefahr darstellen.

"Das würde man bei Tigern nicht machen", sagte er.