Chirurgen in den USA ist es gelungen, einem hirntoten Menschen eine Schweineniere zu implantieren. Der Körper stieß das Organ nicht ab. Vielleicht gibt es schon bald genügend Spenderorgane vom Ersatzteillager Tier.
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Die Transplantation einer Schweineniere zu einem Menschen könnte ein Meilenstein in der Medizingeschichte sein. Gelungen ist die sogenannte Xenotransplantation einem Forscherteam an der NYU Langone Health. In diesem Fall war es die Niere eines Schweins, das die Wissenschaftler transplantiert haben.
Das Wichtigste: Es gab keine Abstoßungsreaktion. Damit das gelingt, haben die Forscher die Gene des Schweins so verändert, dass das Gewebe kein Molekül mehr enthielt, das für die Abstoßung des Organs verantwortlich ist. Bei Organen vom Schwein war das bisher ein Zuckermolekül gewesen, das bei dem jetzigen Experiment allerdings nicht mehr vorhanden war.
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Die Empfängerin war hirntot
Bei der Transplantation handelte es sich um ein Experiment. Die Mediziner haben es mit Einwilligung der Familie an einer hirntoten Empfängerin durchgeführt. Vieles wies darauf hin, dass die Frau eine Nierenfunktionsstörung hatte, sich also besonders für den Versuch eignete.
Die Mediziner haben die Spenderniere nicht komplett in den Körper eingesetzt, sondern lediglich an die Blutgefäße der Frau angeschlossen. Das Organ befand sich während des Tests also außerhalb des Körpers. So hatten die Forscher die Möglichkeit, die Niere genau zu beobachten und zu verfolgen ob und wie sie ihre Aufgabe aufnahm.
So konnten sich die Forschenden über drei Tage hinweg ein Bild davon machen, ob diese Art der Transplantation erfolgversprechend sein könnte.
Die Schweineniere funktioniert
Ein Ergebnis des Nieren-Experiments stimmt die Forscher sehr zuversichtlich: Die Schweineniere, die mit den Blutgefäßen des Menschen verbunden war, machte genau das, wofür unsere Nieren zuständig sind: Sie filterte Abfallprodukte aus dem Körper und produzierte Urin, und zwar in etwa so viel, wie Patienten auch nach der Transplantation einer menschlichen Niere produzieren. Damit erfüllte die Schweineniere die wichtigen Voraussetzungen, um in Zukunft möglicherweise menschliche Organspenden zu ersetzen.
So könnte der Organmangel durch die Nutzung von Schweinenieren erheblich gelindert wenn nicht sogar weitestgehend behoben werden.
Noch immer gibt es zu wenige Spenderorgane
Neben der Leber ist die Niere das Organ, das am häufigsten transplantiert wird. Allein in Deutschland waren das im Jahr 2020 mehr als 1400 Nieren. Benötigt wird indes ein Vielfaches davon: Mehr als 7000 Patientinnen und Patienten stehen derzeit auf der Warteliste für eine lebensrettende Nierentransplantation, und jedes Jahr werden es mehr.
Diejenigen, die kein neues Organ erhalten, müssen an die Dialyse. In Deutschland hängt für mehr als 50.000 Menschen das Leben von einem Dialysegerät ab. Für sie alle wäre es ein Segen, wenn es mehr Spendernieren gäbe.
Die andere Seite der Medaille: Tierschützer kritisieren die Xenotransplantation hart.
Ein lang gehegter Traum
Schon vor mehr als hundert Jahren experimentierten Forscher mit Xenotransplantationen. Dazu nutzen sie die Organe von Schweinen, Ziegen, Schafen und Affen. Aber alle Versuche, damit dem Traum vom Tierorgan im Menschen näher zu kommen, haben sich nicht bewahrheitet.
1963 schließlich erhielten sechs Patienten in den USA eine Pavianniere implantiert. Die Patienten überlebten immerhin zwischen 19 und 98 Tagen. Doch die Abstoßungsreaktionen des menschlichen Körpers bekamen die Forschenden nicht in den Griff. Wegen des relativ geringen Erfolgs wurden derartige Experimente dann wieder vernachlässigt.
1997 kam dann sogar ein weltweites Verbot von Xenotransplantationen, unter anderem wegen ethischer Bedenken. Dieses wurde in einigen Ländern mittlerweile wieder aufgehoben, darunter in den USA, wo ja das jetzige Experiment von Erfolg gekrönt war.
Herzklappen werden schon lange transplantiert
Eine Erfolgsgeschichte, die sich schon lange zur Routine entwickelt hat, ist indes die Implantation der Herzklappen von Schweinen beim Menschen. Diese Routineoperation wird vor allem an älteren Personen durchgeführt, da die Schweine-Herzklappen nur eine begrenzte Lebensdauer haben.
Aber diese, wie auch andere Organe, die vom Schwein stammen, ähneln stark denen des Menschen. Auch in anderen Bereichen dienen Tiere schon seit langem als Ersatzteillager - beispielsweise bei der Hornhaut im Auge. Auch transplantieren Ärzte nach Verbrennungen erfolgreich Schweinehaut.
Die Nierentransplantation vom Schwein zum Menschen ist zunächst noch ein Experiment. Sie wurde nicht am lebenden Menschen durchgeführt. Die Ärzte müssen nun noch viele medizinische, rechtliche und ethische Hürden bewältigen bis sie Schweinenieren in einer ähnlichen Routine transplantieren können wie jetzt schon Herzklappen.
Das Herz - ein schlagendes Wunderwerk
Das Herz schlägt im Laufe eines Menschenlebens rund drei Milliarden mal. Eine Wahnsinnsleistung!
Bild: Fotolia/Dmytro Tolokonov
Wunderwerk der Natur
Das Herz ist ein Wunderwerk der Natur: Der faustförmige Hohlmuskel zieht sich etwa siebzigmal in der Minute zusammen und pumpt so am Tag bis zu 10.000 Liter durch den Körper. Und das ein Leben lang. Wenn nötig - beim Joggen etwa - transportiert das Herz sogar fünfmal so viel Blut durch den Körper.
Bild: picture-alliance/dpa
Doppelte Arbeit
Eigentlich besteht unser Herz aus zwei Pumpen. Denn es gibt nicht nur einen Blutkreislauf, sondern gleich zwei. Die rechte Herzkammer pumpt Blut in die Lunge, wo es sich mit Sauerstoff auftankt. Gleichzeitig befördert die linke Herzkammer die gleiche Menge Blut in den Körperkreislauf. Gar nicht so einfach. Denn im Körperkreislauf herrscht viel höherer Druck als im Lungenkreislauf.
Bumm, Bumm
Jede Herzhälfte besteht aus einem Vorhof und einer Herzkammer. Das Blut kann nur in eine Richtung fließen, da sich zwischen den Vorhöfen und den Kammern sowie zwischen den Kammern und den sich anschließenden Gefäßen Herzklappen (grün) befinden, die wie Rückschlagventile arbeiten.
Echte Muskelarbeit
Das Herz ist nur ein Muskel - aber ein ganz besonderer. Er ähnelt denen an Arm und Bein, denn er kann sich genauso schnell und kraftvoll zusammenziehen. Aber er ist besonders ausdauernd und ermüdet nicht. Außerdem sind alle Herzmuskelzellen miteinander gekoppelt, damit immer der gesamte Herzmuskel gleichzeitig kontrahiert.
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Natürlicher Schrittmacher
Versuchen Sie mal, Ihr Herz durch Willenskraft am Schlagen zu hindern! Das klappt nicht, da das Herz nicht von Nerven gesteuert wird, sondern seinen eigenen Taktgeber hat: Spezielle Muskelzellen im Sinusknoten erzeugen regelmäßig einen kleinen Stromstroß, der sich blitzschnell über das ganze Herz ausbreitet und es kontrahieren lässt. Ist der Sinusknoten defekt, übernimmt der AV-Knoten.
Aus dem Takt
Kommt das Herz aus dem Rhythmus, beispielsweise beim Kammerflimmern, entspannt es nicht mehr, sondern bleibt ständig verkrampft. Dann kann das Organ kein Blut mehr pumpen. Ein Schockgeber, der Defibrillator, unterbricht die lebensbedrohliche ständige Erregung im Herzen, damit der natürliche Taktgeber wieder übernehmen kann. Auch ein Laie kann das Gerät bedienen.
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Lebensretter
Schlägt das Herz eines Patienten zu langsam, hilft ein künstlicher Herzschrittmacher nach. Das Gerät erzeugt elektrische Impulse und leitet sie an den Herzmuskel weiter. Erstmals implantierten Ärzte einen Schrittmacher im Jahr 1958. Ein moderner Herzschrittmacher hat eine Funktionsdauer zwischen fünf und zwölf Jahren, durchschnittlich sind es acht Jahre.
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Am offenen Herzen
Um am Herzen operieren zu können, müssen die Ärzte es kurzzeitig stoppen und den Kreislauf stilllegen - eigentlich ein Todesurteil. Aber in den 50er Jahren lösten Wissenschaftler das Dilemma: Sie entwickelten die Herz-Lungen-Maschine. Das Gerät übernimmt für kurze Zeit die Funktion von Herz und Lunge, reichert das Blut mit Sauerstoff an und pumpt es durch den Körper.
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Durch die Leiste ins Herz
Die moderne Medizin ermöglicht es, das Herz zu untersuchen oder es zu operieren, ohne den Brustkorb des Patienten aufzuschneiden. Dazu führt der Arzt einen Herzkatheter - quasi einen dünnen Kunststoffschlauch - durch Leiste, Ellenbeuge oder Handgelenk ein und schiebt den Schlauch über Venen oder Arterien bis zum Herzen. Der Patient wird vorher nur örtlich betäubt.
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Faltbare Herzklappe
Ist eine der Herzklappen kaputt oder ausgeleiert, muss eine neue her. Ärzte greifen entweder zu biologischem Ersatz vom Schwein oder zu mechanischen Herzklappen aus Metall. Inzwischen gibt es auch künstliche Herzklappen, die zusammenfaltbar sind (siehe Foto) und sich daher minimal-invasiv über einen Katheter einsetzen lassen. Eine Operation am offenen Herzen ist dann nicht mehr nötig.
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Verstopfte Gefäße
Die Herzkranzgefäße versorgen den Herzmuskel mit Blut, sprich Nährstoffen und Sauerstoff. Verstopft eines dieser Gefäße, stirbt das nicht mehr durchblutete Gewebe ab - Herzinfarkt! Mit einem Bypass überbrückt der Herzchirurg die verengte Stelle (im Bild grün). Dafür nimmt er eine Vene des Patienten, die nicht mehr gebraucht wird, oder eine Gefäßprothese aus Kunststoff.
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Lebensretter aus Metall
Ist ein Herzkranzgefäß verengt, kann der Arzt einen Katheter in das Blutgefäß einführen und die Engstelle mit einem Ballon aufdehnen. Damit sich das Gefäß hinterher nicht wieder zusammenzieht, hält man es mit einem Stent offen: Das sind feine Hülsen aus Metall, welche die Blutgefäßwand von innen stützen. Die Röhrchen können zusätzlich auch mit Medikamenten beschichtet sein.
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Wenn das eigene Herz nicht mehr will
Die erste Herztransplantation führten Herzchirurgen im Jahr 1967 durch. Damals eine Sensation. Inzwischen ist die OP keine Seltenheit mehr: Pro Jahr transplantieren Ärzte weltweit einige Tausend Spenderherzen von verstorbenen Menschen. Die Empfänger müssen allerdings ein Leben lang Medikamente nehmen, die verhindern, dass der eigene Körper das fremde Organ abstößt.
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Leben auf Pump
Spenderherzen sind rar. Wenn das eigene Herz nicht mehr richtig funktioniert, etwa bei einer Insuffizienz, lässt es sich mit einem Kunstherz unterstützen. Das eigene, kranke Herz bleibt im Körper, unterstützt wird es von einer implantierten Pumpe. Antrieb und Energieversorgung der Pumpe liegen außerhalb des Körpers.
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Ein künstliches Herz
Traum der Forscher ist ein Kunstherz, welches das kranke Herz des Patienten vollständig ersetzt. Es soll ohne Verbindungsschläuche zur Außenwelt in den Körper eingesetzt werden können und wartungsfrei viele Jahre schlagen. Prototypen gibt es bereits.