Trojanische Schweine - wissenschaft.de
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Trojanische Schweine

Tierorgane sollen Menschen retten – können aber auch tödliche Viren übertragen. Schon ist das erste Schweineherz einem Menschen eingepflanzt worden, und ein Aids-Patient erhielt Knochenmark eines Pavians. Doch das Risiko ist groß – für die ganze Menschheit

D er Taxifahrer, der mich in München fährt, hat seit 15 Jahren ein Spenderherz – „von einem kräftigen jungen Mann, so daß es nicht vor mir stirbt“. In der Universitätsklinik Zürich, wo ich arbeite, unterhalten sich zwei Patienten über ihre transplantierten Nieren. Sie kommen zur regelmäßigen Kontrolle und fühlen sich gesund – der eine seit zehn Jahren.

Zwei Beispiele für die 3000 Herzen und 35000 Nieren, die weltweit pro Jahr verpflanzt werden, aber viele Patienten hoffen darauf vergebens, weil es nicht genügend Spender gibt. In zwei bis drei Jahren soll sich die Zahl der Transplantationen verzehnfachen, so lautet die Vorhersage von Pharmamarkt-Analytikern. Diese Hochrechnungen werden für Xenotransplantationen angestellt – Übertragungen vom Tier auf den Menschen (xenos – griechisch für „fremd“). Vor allem Schweine sollen als Organspender dienen.

Annähernd zehn Milliarden Mark könnten damit umgesetzt werden. Kein Wunder, daß die Pharmaindustrie einsteigt, erst recht, wenn sie Immunsuppressiva herstellt: Mit den Organverpflanzungen würde sie den Markt für die Mittel bereiten, die das Risiko der Abstoßungsreaktionen vermindern sollen. Zu den Antreibern gehören neben anderen die Unternehmen Novartis (Schweiz), Imutran (Großbritannien) und Biotransplant (USA). Die Patienten drängen zwar auch auf den lebensverlängernden Organersatz. Transplantate aus Spendertieren allerdings, so brachte eine Umfrage vor kurzem an den Tag, lehnte die Hälfte der Befragten strikt ab.

Wird es also in Kürze wirklich hinter jeder großen Klinik eine Schweinezucht für Ersatzorgane geben? Wird vielleicht diese Möglichkeit einen ganz neuen Bedarf erst wecken, so daß noch viel mehr Organe gebraucht werden, als die momentane Hochrechnung besagt? Nicht nur todkranke Menschen, sondern der eine oder andere sonst gesunde 60jährige könnte ja den Wunsch verspüren, mit einem jungen Herzen seine alte Leistungsfähigkeit wiederherzustellen. Man kennt solches Nachfrageverhalten: Ein aktuelles Beispiel ist das Handy, das vor zehn Jahren niemand vermißte, und das heute jedem als unverzichtbar eingeredet wird – eben weil es Handys gibt.

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Die technische Seite der Organtransplantation wird kaum noch diskutiert. Die experimentelle Chirurgie sammelt Erfahrungen auf diesem Sektor seit 1899 – der ersten Übertragung einer Niere zwischen Hunden. Die Entwicklung von Medikamenten gegen die Abstoßung des Fremdorgans verhalf der Transplantation in den sechziger Jahren zum Durchbruch. 1967 verpflanzte Dr. Christiaan Barnard in Kapstadt zum erstenmal ein Herz von Mensch zu Mensch. 30 Jahre später, 1995, wurden drei Herzen von genetisch veränderten Schweinen auf Paviane übertragen. Einer überlebte den Eingriff immerhin 30 Stunden.

Das Besondere dieses Modellversuchs ist die Manipulation der Spendertiere. Die Schweine wurden mit einem menschlichen Zusatz-Gen gezüchtet. Dieses Gen produziert ein Eiweiß, das die Zerstörung des Schweineherzens durch das Immunsystem der Affen bremste. Im Prinzip – so schließt man daraus – muß es also möglich sein, die Abstoßung zu verringern oder gar zu unterbinden. Tiere zu züchten mit zwei, drei oder noch mehr Menschengenen, oder Tiere, bei denen eigene Gene mit unerwünschten Funktionen des Immunsystems gezielt ausgeschaltet werden – Knock-out-Tiere – ist keine Utopie mehr. Das Dolly-Schaf aus Schottland weist den Weg, wie man ein genetisch maßgeschneidertes Tier dann beliebig vervielfältigt, so daß alle Nachkommen identisch sind. Die Transplantation von tierischen Organen auf den Menschen schien technisch nur noch eine Frage der Zeit.

Diesen Optimismus dämpfen nun die Virologen. Sie fürchten, daß neue Krankheitserreger vom Tier auf den Menschen übertragen werden.

Vor kurzem wurde in Pittsburgh einem HIV-Infizierten, der an Aids erkrankt war, das Knochenmark eines Pavians transplantiert. Das Mark wurde zwar abgestoßen, dennoch geht es dem Patienten seitdem besser, möglicherweise weil Teile der Pavian-Immunzellen das geschwächte Abwehrsystem des Menschen zeitweise unterstützten.

Affen, die als Organspender in Frage kommen, gibt es aber nur in begrenzter Zahl – zum Glück. Inzwischen weiß man, daß Paviane sechs übertragbare Retro- und Herpesviren beherbergen, die sich in menschlichen Zellen vermehren können. Auch das HI-Virus stammt ja von Affen und hat auf bis heute unbekannte Weise die Artengrenze überschritten – und binnen nicht einmal 20 Jahren schon viele Millionen Menschen getötet.

Besorgnis erregte zuletzt vor allem die Arbeit des Virologen Prof. Robin A. Weiss vom Institut für Krebsforschung in London. Er untersuchte mit seinen Kollegen Zellen aus Schweinenieren und fand zwei Typen von Retroviren – Verwandten des Aids-Virus -, die er PERV-MP und PERV-PK nannte (PERV – Porcine endogenous retroviruses).

Die Bezeichnung „endogen“ bezeichnet in der Biologie Tiere, Pflanzen und Mikroorganismen, die ausschließlich in einem begrenzten Lebensraum vorkommen. Endogene Retroviren sind Viren, die nur in einer Tierart leben. Solche spezialisierten Viren sind in jeder Art bekannt. Normalerweise vermehren sie sich nur in einem Wirt, in diesem Fall im Schwein. Eines der beiden Viren, PERV-PK, ist jedoch imstande, auch menschliche Zellen zu infizieren, die in Kultur vermehrt werden. Zwar verhalten sich Zell-Linien aus Kulturen anders als Zellen im lebenden Organismus, und bisher hat niemand den Versuch gemacht, mit PERV-PK direkt dem Menschen entnommene Zellen zu infizieren. Die Wahrscheinlichkeit aber, daß so ein Virus bei der Xenotransplantation eines Schweineorgans auch die Zellen des Menschen befällt, ist mit dem neuen Befund gestiegen.

Endogene Retroviren können bis zu 0,1 Prozent des genetischen Materials einer Art ausmachen. Auch der Mensch hat solche Viren (HERV, humane endogene Retroviren). Sie vermehren ihr Erbgut in den Wirtszellen, indem sie dort bis zu 1000 Kopien produzieren. Die Virusgene schleusen sich dann in das Erbgut der Wirtszelle ein. Mit jeder Zellteilung wird das Viruserbgut an die Tochterzellen weitergegeben. Normalerweise erkennt der Wirt die Viren und kann sie unter Kontrolle halten, ohne zu erkranken. Der Prozeß der Vermehrung und Eingliederung des Viruserbguts in das des Wirtes kann jedoch auch einen tödlichen Verlauf nehmen.

Das Virus kann etwa frei in der Zelle vagabundierende Erbgutschnipsel aufnehmen und in die Gene seines Wirts integrieren. Das führt zu Krebs, wenn die Wachstumsprogramme der Zelle außer Kontrolle geraten. Retroviren werden deshalb zu den krebserzeugenden Viren gerechnet.

Gefährliche Folgen kann es auch haben, wenn die Virusgene selbst zufällig mitten in ein Wirtsgen eingebaut werden, das eine wichtige Funktion hat. Das betroffene Gen fällt dann aus, was fatal ist, wenn es sich etwa um das Gen p53 handelt, das unkontrolliertes Zellwachstum (Krebs) verhindert. Auch Autoimmunerkrankungen – dazu gehören rheumatische Arthritis, eine Form der Diabetes und Colitis ulcerosa, der selbstzerstörerische Abbau der Darmwand – sind durch diesen Vorgang schon ausgelöst worden.

Die Wissenschaftler um Robin Weiss haben inzwischen zwei weitere endogene Schweine-Retroviren entdeckt, die menschliche Zellen infizieren können – PERV-A und -B. Sie wurden in mehreren Zuchtbetrieben im Erbgut der Schweine nachgewiesen – auch in solchen, die für Organspenden vorgesehen sind. Wollte man diese endogenen Viren beseitigen, müßte man das Erbgut der Schweine von ihrem Erbgut vollständig reinigen. Das scheint bislang aussichtslos. Und selbst wenn es gelänge: Immerhin würde man damit ein Zehntel Prozent des seit vielen Generationen weitergegebenen Genoms einer Zelle eliminieren. Hätte das Schwein nicht einen Überlebensvorteil davon, hätte die Evolution diese Art der Virusvererbung wahrscheinlich längst ausgeschaltet. Deshalb aber dürfte ein Schwein völlig ohne Virusgene nicht ohne weiteres züchtbar sein.

Andererseits: Wenn man die endogenen Retroviren des Schweins schon nicht los wird, muß man sie denn wirklich fürchten? Noch nie ist bekannt geworden, daß ein Tierpfleger, Landwirt oder Schlachter an einem Schweine- Retrovirus erkrankt wäre. Das sind aber normalerweise Menschen mit einem gesunden Immunsystem. Transplantationspatienten jedoch erhalten Medikamente zur Schwächung ihres Immunsystems, damit das neue Organ nicht gleich als fremd abgestoßen wird. Außerdem werden die potentiell virusinfizierten Spenderorgane direkt in den Körper verpflanzt und mit dem Blutkreislauf verbunden – vorbei an allen natürlichen schützenden Barrieren wie der Haut oder der Magensäure.

Die Menschen haben zwar noch einen weiteren Schutzwall, das sogenannte Komplementsystem. Es ergänzt das normale Immunsystem durch eine besondere Klasse von Schutzproteinen. Diese erkennen die Oberfläche einer körperfremden Zelle und lösen sie auf. Das gleiche geschieht – meistens – mit eingedrungenen Retroviren. Gelingt es allerdings einem Virus, dem Komplementsystem zu entkommen – indem es etwa direkt von Zelle zu Zelle schlüpft, ohne Umweg über das Blut -, ist es fortan gefeit gegen die Attacken der Schutzproteine. Bei der Passage durch menschliche Zellen nimmt es quasi menschliche Eigenschaften an und wird nicht mehr angegriffen.

Jetzt könnte sich das Schweinevirus im Menschen vermehren. Zudem können sich Retroviren, wie man seit HIV weiß, von Generation zu Generation sehr schnell verändern. Es ist sogar möglich, daß durch den Austausch von Genen der Schweineviren mit den endogenen Menschenviren Chimären entstehen, halb Mensch-, halb Schweineviren, mit ganz neuen – und eventuell tödlichen – Eigenschaften.

Überlegt man den schlimmsten Fall, dann könnte der Mensch wiederum die Schweine mit den neuartigen Viren infizieren, wo sie wiederum neue Eigenschaften annehmen. Keine Medizin der Welt könnte gegen dieses Viren-Pingpong – falls nötig – schnell genug neue Medikamente oder Impfstoffe entwikkeln. Epidemien durch sich schnell verändernde Grippe-Viren sind das bekannteste Beispiel für dieses für den Menschen oft tödliche Wechselspiel (bild der wissenschaft 12/1997, „Killerviren aus dem Schweinestall“).

Besonders gefährlich wäre es, wenn solche Viren sich nach einer Organverpflanzung und einer ersten Vermehrungsphase für eine gewisse Zeit in Reservate wie die Lymphknoten zurückziehen und erst nach vielen Jahren virulent würden. So ist es bei HI-Viren, die oft erst nach vielen Jahren die Krankheit Aids verursachen. Der Empfänger eines Schweineherzens müßte also lebenslang kontrolliert werden, nicht nur für seine eigene Sicherheit, sondern auch für die seiner Mitmenschen.

Da solche Viren an keiner Landesgrenze haltmachen, müssen für die Xenotransplantation weltweit einheitliche Regeln entwickelt werden. In den USA ist man bisher locker mit den Zulassungen verfahren: nur lokale Ethikkommissionen entscheiden über Transplantationen. Doch manch Mitglied einer Ethik-Kommission ist mit so einer Entscheidung schlicht überfordert. Auf der einen Seite steht die Beachtung der möglichen Risiken, auf der anderen der Druck des Schwerkranken, der ohne die Organverpflanzung keine Aussicht auf Überleben hat. Die Pharmaindustrie ist wegen des möglichen Profits stark an der Xenotransplantation interessiert. Mehrere Firmen in den USA züchten Schweine und Rinder als potentielle Organspender und garantieren eine Überprüfung der Tiere – nur worauf? Die bekannten Viren werden sie vielleicht entdekken, aber was ist mit denen, die sie noch gar nicht kennen? Es muß also das vorrangige Ziel sein, unser Wissen auf diesem Gebiet zu vermehren.

Bisher gibt es nur gute Vorsätze und Absichtserklärungen, aber keine gesetzliche Grundlage für die Verpflanzung von Tierorganen auf den Menschen. Nationale Komitees in den USA und England entwerfen derzeit Richtlinien. Auch der Schweizerische Wissenschaftsrat hat eine Studie in Auftrag gegeben, die noch in diesem Jahr veröffentlicht werden soll. All diese Studien versuchen auch ethische Aspekte zu berücksichtigen. Selbst für einen Todkranken ist die Vorstellung, mit einem Schweineherzen zu leben, vielleicht schwierig. Und wie steht es mit dem Pflegepersonal, mit den Verwandten? Diese Fragen gehen über die Medizin weit hinaus. Zur Beantwortung werden auch Psychologen gefragt werden müssen – und vielleicht sogar Philosophen.

Karin Mölling

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