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Gesundheit|Medizin

Universelle Blutgruppe für Spenderorgane

Spenderlunge
Spenderlunge bei der Enzymbehandlung. © University Health Network

Vor einer Organtransplantation muss bislang sichergestellt sein, dass die Blutgruppen von Spender und Empfänger zueinander passen. Je nach Blutgruppe haben manche Menschen deshalb schlechtere Chancen, ein lebensrettendes Organ zu bekommen. Nun haben Forscher in einer Machbarkeitsstudie gezeigt, dass sich mit Hilfe bestimmter Enzyme die Blutgruppenmerkmale auf Spenderlungen entfernen lassen. Dadurch könnten die Organe universal transplantierbar werden.

Unsere Roten Blutkörperchen tragen auf ihrer Oberfläche bestimmte Strukturen, die über die Blutgruppe bestimmen: Beim AB0-System der Blutgruppen ist dies bei Blutgruppe A das A-Antigen, bei Blutgruppe B das B-Antigen, bei AB beide und bei 0 keines. Gegen die Antigene, die wir nicht selbst besitzen, bildet unser Immunsystem Antikörper aus. Bei Kontakt mit fremden Antigenen – etwa durch eine Bluttransfusion – kommt es dadurch zu einer lebensbedrohlichen Abwehrreaktion, bei der das Blut verklumpt. Deshalb können wir nur Blut von Spendern erhalten, die die gleiche Blutgruppe haben wie wir, oder die universelle Blutgruppe 0. Das gleiche gilt für Organspenden: Organe von Spendern mit unpassender Blutgruppe werden vom Körper des Empfängers abgestoßen.

Von Blutgruppe A zu Blutgruppe 0

In der Praxis führt dies dazu, dass manche Patienten, abhängig von ihrer Blutgruppe, überdurchschnittlich lange auf ein Spenderorgan warten müssen. Patienten mit Blutgruppe 0, die nur Organe von Spendern erhalten können, die ebenfalls Blutgruppe 0 haben, warten im Durchschnitt doppelt so lange auf eine Lungentransplantation wie Patienten mit Blutgruppe A. „Dies wirkt sich auf die Sterblichkeit aus. Patienten mit Typ 0, die eine Lungentransplantation benötigen, haben ein um 20 Prozent höheres Sterberisiko, während sie auf ein passendes Organ warten“, sagt Aizhou Wang vom Toronto General Hospital Research Institute in Kanada. Überdies würden manche Organe verschwendet, da sich trotz langer Wartelisten teils nicht rechtzeitig ein passender Empfänger findet.

Gemeinsam mit ihrem Team hat sie daher an einer Lösung dieses Problems gearbeitet: „Wir haben die Sicherheit und präklinische Wirksamkeit von zwei Enzymen untersucht, von denen gezeigt wurde, dass sie das A-Antigen entfernen können“, berichten die Forscher. Damit sollte es möglich sein, Organe der Blutgruppe A in Organe der Blutgruppe 0 umzuwandeln, die für alle Empfänger geeignet sind. „Universelle Organe zu haben bedeutet, dass wir die Barriere der Blutübereinstimmung beseitigen und Patienten nach medizinischer Dringlichkeit priorisieren könnten, wodurch mehr Leben gerettet und weniger Organe verschwendet würden“, sagt Wangs Kollege Marcelo Cypel.

Spenderlungen im künstlichen Kreislauf

Für ihre Studie verwendeten die Forscher acht menschliche Spenderlungen der Blutgruppe A, die nicht für eine Transplantation geeignet waren. Diese schlossen sie an ein sogenanntes Ex Vivo Lung Perfusion (ECLP) System an, das das Organ außerhalb des Körpers mit Nährstoffen versorgt. Auf diese Weise ersetzt das künstliche Kreislaufsystem die fehlende Durchblutung und ermöglicht, die Organe ohne Schäden auf Körpertemperatur zu halten.

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Jeweils einen der beiden Lungenflügel der Spenders behandelten sie nun mit einer Kombination aus zwei Enzymen, FpGalNAc Deacetylase und FpGalactosaminidase, die ursprünglich im menschlichen Darm entdeckt wurden. Frühere Versuche hatten bereits nahegelegt, dass diese Enzyme in der Lage sind, die A-Antigene auf Zellen zu entfernen, indem sie die darin enthaltenen Zuckermoleküle auflösen. Und tatsächlich: Nach einer Behandlungszeit von vier Stunden hatten die Enzyme in den behandelten Lungenflügeln 97 Prozent der A-Antigene entfernt und die Organe auf diese Weise zu Blutgruppe 0 umgewandelt. Der andere Lungenflügel des jeweiligen Spenders blieb unbehandelt und diente als Kontrolle.

Simulierte Transplantation erfolgreich

Nun simulierten die Forscher für beide Lungenflügel eine Transplantation. Dazu fügten sie dem künstlichen Kreislauf Blut hinzu, das Anti-A-Antikörper enthielt. Wie erwartet, zeigte sich eine Abstoßungsreaktion gegen den unbehandelten Lungenflügel – so, wie wenn eine Lunge von einem Blutgruppe-A-Spender in einen Blutgruppe-0-Empfänger transplantiert wird. Die mit den Enzymen behandelten Lungenflügel jedoch wurden gut vertragen. Weder kam es zu einer Abstoßungsreaktion, noch zeigten sich negative Auswirkungen der Enzymbehandlung auf die Organfunktion.

„Die hier beschriebene Behandlung könnte den Pool universeller Spenderorgane von derzeit 55 Prozent (Spender der Blutgruppe 0) auf über 80 Prozent unter Einbeziehung modifizierter A-Organe erweitern“, schreiben die Autoren. „Infolgedessen kann diese Strategie den Zugang und die Fairness bei der Organvergabe erheblich verbessern.“ Als nächste Schritte auf dem Weg zu diesem Ziel wollen die Forscher an Mäusen erforschen, wie sich Organe mit modifizierter Blutgruppe im lebenden Organismus verhalten. Sollten diese Versuche ebenfalls erfolgreich verlaufen, planen sie eine klinische Studie mit menschlichen Patienten.

Quelle: Aizhou Wang (Toronto General Hospital Research Institute, Kanada) et al., Science Translational Medicine, doi: 10.1126/scitranslmed.abm7190

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