Chirurg transplanteert genetisch gemodificeerd varkenshart

Stap voor stap: Zo geeft een varkenshart een mens een nieuwe kans

Voor het eerst ooit heeft een mens een genetisch gemodificeerd varkenshart gekregen. Maar voordat orgaandonatie van varkens gemeengoed is, moet de wetenschap nog aan de slag.

Voor het eerst ooit heeft een mens een genetisch gemodificeerd varkenshart gekregen. Maar voordat orgaandonatie van varkens gemeengoed is, moet de wetenschap nog aan de slag.

UMMC

Toen David Bennett op zaterdag 8 januari wakker werd op de operatietafel in het University of Maryland Medical Center, klopte een genetisch gemodificeerd varkenshart in zijn borstkas.

Als eerste persoon ooit bij wie een genetisch gemodificeerd dierenorgaan getransplanteerd werd, overleefde de 57-jarige Amerikaan de eerste kritieke 48 uur.

David Bennett kreeg een varkenshart

David Bennett (r) heeft een ongeneeslijke hartziekte, en een experimentele transplantatie is zijn enige kans.

© UMMC

De operatie is een mijlpaal. Orgaandonatie van varkens kan een uitkomst zijn voor de 143.000 Europeanen die momenteel op een nieuw orgaan wachten. Elke dag sterven er circa 18 mensen op de wachtlijst.

Maar de medische technologie erachter – zogeheten xenotransplantatie –staat nog in de kinderschoenen en er moeten nog veel obstakels overwonnen worden voordat de duizenden wachtende patiënten kunnen hopen op een nieuwe kans die varkens en andere dieren bieden.

1. Bereikt: Dierenharten moeten compatibel worden

Om organen van dieren bij mensen te kunnen implanteren, moet het dier menselijke bloedgroepen en ongeveer dezelfde orgaanstructuur hebben. Ook moet het formaat van de organen bij de mens passen.

In het verleden werd gekeken naar chimpansees en bavianen, maar die zijn ofwel bedreigd ofwel te klein. Qua grootte en vorm is een varkenshart geschikt, maar de plaats in het lichaam en de druk zijn anders bij varkens.

Een varkenshart (l) lijkt zo op dat van een mens (r) dat het aan te passen is aan het menselijk lichaam.

De wetenschap heeft enkele van de uitdagingen opgelost door harten genetisch te modificeren om ze meer op mensenharten te laten lijken.

Het varkenshart in de borstkas van David Bennett werd ontwikkeld door de firma Revivicor en bevat tien genetische modificaties, waaronder:

  • De productie van een suiker die afstoting zou veroorzaken is geblokkeerd.
  • Een gen is geïnactiveerd, waardoor het hart niet meer groeit.
  • Het hart scheidt moleculen uit die het lichaam stimuleren het te accepteren.

2. Bereikt: Organen moeten kunstmatig in leven gehouden worden

Het implanteren van hartkleppen van varkens bij mensen is nu routine.

Maar het implanteren van een heel hart is een mijlpaal die niet mogelijk zou zijn zonder de nieuwe perfusiemachine, die het varkenshart doorbloed houdt, celafval verwijdert en het orgaan beschermt tegen druk. Zo blijft het kunstmatig in leven tot de transplantatie.

3. Niet bereikt: Medicijnen moeten het immuunsysteem misleiden

De grootste uitdaging van xenotransplantatie is dat het menselijk immuunsysteem zeer robuust is.

Eerdere experimenten met transplantatie van dierenorganen strandden op het feit dat het immuunsysteem het orgaan meteen als een bedreiging zag en afstootte.

Om afstoting te voorkomen krijgt iedereen met nieuwe organen medicatie die het immuunsysteem verzwakt. Maar een verzwakt immuunsysteem verhoogt het risico op besmettelijke ziekten, die dodelijk kunnen zijn.

De nieuwste immunosuppressieve middelen zijn beter in staat de afweermechanismen alleen te verzwakken waar het nodig is, maar er is weinig ervaring met de dosering. En tot nu toe heeft nog niemand een transplantatie met dierlijke organen op de langere termijn overleefd.

Zo stoot het lichaam een getransplanteerd orgaan af

Het immuunsysteem zal altijd vreemde elementen in het lichaam aanvallen, zoals een nieuw orgaan. Dit is een natuurlijk verdedigingsmechanisme, maar het kan de patiënt fataal worden.

Witte bloedlichaampjes ontdekken vreemd orgaan
© University of Pittsburgh School of Medicine

Vreemd object wordt ontdekt

Wanneer een orgaan van een andere mens in het lichaam gebracht wordt, bepaalt het immuunsysteem of het erbij hoort, vermoedelijk met receptoren op monocyten, een type witte bloedcellen.

Dendrieten vallen getransplanteerd orgaan aan
© University of Pittsburgh School of Medicine

Immuuncellen vallen het orgaan aan

Als de monocyten de moleculen op het orgaan niet herkennen, wordt een ander soort immuuncel ingeschakeld. Deze dendritische cellen waarschuwen de ‘soldaten’ van het immuunsysteem, de T- en B-cellen.

T-cellen vallen orgaan aan
© University of Pittsburgh School of Medicine

Lichaam stoot orgaan af

Als de T- en B-cellen aanvallen, beginnen de cellen in het orgaan af te sterven en gaat het haperen. Het weefsel sterft af, en het orgaan wordt binnen enkele uren tot weken of jaren afgestoten.

Voor David Bennett is het gevecht nog maar net begonnen, maar hij krijgt een experimentele behandeling die zijn overlevingskans kan vergroten.

Onderzoek van de Universiteit van Maryland toont aan dat Bennett zo’n drie jaar kan leven met een varkenshart in zijn borstkas.

4. Niet bereikt: Ethische code moet dierlijke organen omvatten

De operatie is experimenteel en het is nog te vroeg om te zeggen of Bennett het op de langere termijn overleeft. Maar tot nu toe heeft zijn lichaam het varkenshart niet afgestoten.

Varkenshart voor transplantatie

Het gemodificeerde varkenshart wordt vóór de transplantatie kunstmatig in leven gehouden.

© UMMC

Uit de wereld van de dierenrechten komen kritische geluiden. Zo heeft de organisatie PETA bedenkingen bij het gebruik van de relatief intelligente varkens om ‘reserveonderdelen’ voor mensen te produceren.

Andere bezwaren betreffen de gevolgen voor mensen. Zo vrezen onderzoekers dat organen van varkens ziekten van dier op mens overbrengen – zoals onbekende soorten varkensgriep – of dat de weinig beproefde methoden pijn bij de ontvangers zullen veroorzaken als bijvoorbeeld de organen na de transplantatie blijven groeien.

Aan de andere kant staat het belang van patiënten als David Bennett, die te ziek was verklaard voor transplantatie van een mensenhart.

Zolang de ethische dilemma’s niet zijn opgelost, zal het transplanteren van dierlijke organen in mensen niet meer dan een experiment blijven. Maar het verhaal van David Bennett kan daar nu verandering in helpen brengen.