Studie zeigt angeborene Immunbarrieren, die das langfristige Überleben einer Schweinenierentransplantation behindern

Eine von Brasilianern geleitete bahnbrechende Forschung beschreibt detailliert die Reaktionen des Immunsystems beim ersten lebenden Patienten, der eine gentechnisch veränderte Schweinenierentransplantation erhielt. Dies ebnet den Weg für die Suche nach Therapien, die eine Organabstoßung verhindern können.

Die Studie zeigt die Machbarkeit dieser Art von Transplantation, weist jedoch darauf hin, dass die Kontrolle der anfänglichen Abstoßung allein nicht ausreicht. Denn selbst bei Immunsuppressiva kann die kontinuierliche Aktivierung der angeborenen Immunität – der ersten Verteidigungslinie des Körpers, insbesondere der Makrophagen, die auf jede Bedrohung reagieren – das langfristige Überleben gefährden.

Mithilfe transkriptomischer, proteomischer, metabolomischer und räumlicher Analysen haben die Wissenschaftler festgestellt, dass neue Strategien erforderlich sind, um ein langfristiges Überleben und günstige klinische Ergebnisse zu erzielen. Sie empfehlen, Therapien, die auf die angeborene Immunität abzielen, mit fortschrittlicher Gentechnik bei Spenderschweinen zu kombinieren. Sie schlagen außerdem vor, eine frühe T-Lymphozyten-vermittelte Abstoßung zu verhindern und empfindlichere Überwachungsansätze zu implementieren.

Bei der Xenotransplantation werden Organe, Gewebe oder Zellen einer Tierart – hauptsächlich genetisch veränderte Schweine – auf den Menschen transplantiert. Es gilt als vielversprechende Lösung für den Organmangel, doch die Abstoßung stellte eine große Herausforderung dar.

Im März 2024 erhielt ein 62-jähriger Mann mit Nierenerkrankung im Endstadium als erster lebender Patient eine Schweineniere und wurde im Massachusetts General Hospital, das der Harvard Medical School in Boston angegliedert ist, operiert. Der brasilianische Nephrologe Leonardo Riella, einer der korrespondierenden Autoren des Artikels, leitete das Team. Der Artikel wurde am 8. Januar im Fachjournal veröffentlicht Naturmedizin. Der Patient starb zwei Monate später; Die wahrscheinliche Ursache war eine frühere chronische Myokardfibrose.

Nach Angaben des brasilianischen Gesundheitsministeriums sind Nierentransplantationen in Brasilien am gefragtesten. Im Jahr 2025 wurden im Land etwa 6.670 Operationen dieser Art durchgeführt.

Darüber hinaus wird geschätzt, dass zwischen 10 und 12 Millionen Brasilianer an irgendeiner Form einer Nierenerkrankung leiden. Diese Zahl könnte steigen, wenn die Bevölkerung altert und die Zahl der Menschen mit Diabetes, Bluthochdruck und Fettleibigkeit zunimmt. In schwereren Fällen kann die Dialyse eine vorübergehende Behandlungsoption sein. Die Dialyse ist ein künstlicher Prozess, der Abfallstoffe und überschüssige Flüssigkeiten aus dem Körper entfernt, wenn die Nieren nicht richtig funktionieren.

„Das wichtigste Ergebnis der Studie war die detaillierte, beispiellose, hochauflösende Charakterisierung der menschlichen Immunantwort nach der Transplantation einer gentechnisch veränderten Schweineniere in einen lebenden Patienten. Die Ergebnisse zeigen, dass es für eine sichere und dauerhafte klinische Option der Xenotransplantation nicht ausreicht, nur die adaptive Immunität zu kontrollieren, wie wir es traditionell bei Transplantationen zwischen Menschen tun. Es müssen auch spezifische Strategien entwickelt werden, um die angeborene Immunantwort zu modulieren und das längere Überleben xenogener Transplantate beim Menschen sicherzustellen“, sagte Thiago Borges, Professor und Forscher am Massachusetts General Hospital und der Harvard Medical School sowie korrespondierender Autor des Artikels, in einem Interview mit Agência FAPESP.

Mehrere Perspektiven

Um die durch die Nieren-Xenotransplantation ausgelöste Reaktion umfassend zu bewerten, charakterisierten die Forscher das Immunprofil des Empfängers durch Querverweise von Informationen aus klinischen Analysen mit Informationen aus Proteomik und Metabolomik, zu denen Zucker, Lipide, Aminosäuren und andere Metaboliten gehören.

Sie beobachteten, dass der Körper des Patienten in der ersten Woche nach der Operation das transplantierte Organ als „fremd“ erkannte und die zelluläre Abstoßung aktivierte, eine spezifische Art der Abwehr, die hauptsächlich von T-Lymphozyten durchgeführt wird. Dieser Prozess kann das transplantierte Organ schädigen und wurde mit immunsuppressiven Medikamenten identifiziert und kontrolliert.

Die Studie zeigte, dass es zwar zu keiner stärkeren Abstoßung (vermittelt durch Antikörper) kam, das Immunsystem jedoch teilweise aktiv blieb, insbesondere bei Monozyten und Makrophagen. Dies zeigt eine zentrale und bisher unterschätzte Rolle der angeborenen Immunität bei der Abstoßung von Xenotransplantaten.

Diese Abstoßung wurde durch Blutuntersuchungen nicht festgestellt. Tests, bei denen DNA-Fragmente des transplantierten Organs im Blutkreislauf gemessen wurden, deuteten jedoch auf eine Nierenschädigung hin. Basierend auf diesen Ergebnissen schlägt die Gruppe vor, dass der Gehalt an zellfreier DNA aus Schweinespendern (dd-cfDNA) als potenzieller Biomarker für dieses Problem dienen könnte. Im analysierten Fall wies die Schweineniere 69 genetische Veränderungen auf, um die Immunkompatibilität zu erhöhen.

„Wir haben gezeigt, dass DNA-Fragmente aus der Schweineniere, die im Blut des Patienten zirkulieren, als empfindlicher und nichtinvasiver Abstoßungsmarker verwendet werden können. Dies eröffnet die Möglichkeit, das Transplantat in Echtzeit zu überwachen, was möglicherweise die Notwendigkeit von Biopsien verringert“, erklärt Borges.

Es wurde auch eine anhaltende Aktivierung der angeborenen Immunität mit Anzeichen einer anhaltenden Entzündung beobachtet. Trotz der Fortschritte in der Behandlung deuten die Ergebnisse darauf hin, dass aktuelle Behandlungen die Immunantworten immer noch nicht vollständig kontrollieren können.

Diese Studie war wichtig, weil sie einen umfassenden Überblick über alle molekularen und zellulären Veränderungen lieferte, die während der Transplantation auftraten. Dies kann dabei helfen, die Effizienz der Immunsuppression zu steuern und zu verbessern.“

Helder Nakaya, leitender Forscher am Jüdisch-Brasilianischen Albert-Einstein-Krankenhaus und einer der Autoren des Artikels

Nakaya ist Professorin an der School of Pharmaceutical Sciences (FCF-USP) der Universität São Paulo und erhält Unterstützung von FAPESP für das Projekt „Integrative Biology Applied to Human Health“. Dieses Projekt zielt darauf ab, innovative Ansätze zur Analyse epidemiologischer Datenbanken zu entwickeln, Hotspots der Krankheitsübertragung zu kartieren, Transkriptomdaten mit klinischen und immunologischen Informationen zu integrieren und maschinelles Lernen zur Interpretation und Analyse mikroskopischer Bilder zu nutzen.

Er ist außerdem leitender Forscher am Center for Research on Inflammatory Diseases (CRID), einem FAPESP-Forschungs-, Innovations- und Verbreitungszentrum (RIDC).

„Aufgrund unserer Arbeit an der Entwicklung verschiedener Analysetools, einschließlich der Einzelzellanalyse, wurden wir von Harvard-Forschern eingeladen, an der integrierten multiomischen Analyse dieser Tausenden von Molekülen zu arbeiten“, fügt Nakaya hinzu, der sich für die Gründung einer weiterführenden Schule mit Spezialisierung auf diese Art der Analyse eingesetzt hat.

Im November 2025 veröffentlichte eine andere Gruppe von Wissenschaftlern, die mit US-Institutionen verbunden sind, Forschungsergebnisse zur Bewertung der Abstoßung einer Schweineniere, die einem hirntoten Menschen transplantiert wurde (Lesen Sie den Artikel unter www.nature.com/articles/s41586-025-09847-6).

Quellen: