Normotherme Maschinenperfusion genetisch modifizierter Schweinelebern mit humanem Blut: Etablierung eines xenogenen Modells zur Entwicklung eines Bridgingverfahrens

Einleitung: Die Transplantationsmedizin steht vor der Herausforderung eines chronischen Organmangels. Insbesondere die Lebertransplantation ist durch lange Wartelisten und eine hohe Mortalität auf der Warteliste gekennzeichnet. Im Zuge der Forschung an alternativen Organquellen gewinnt die Xenotransplantation wieder zunehmend an Bedeutung.

Ziele: Funktionelle und immunologische Charakterisierung genetisch modifizierter porzinen Leber im Rahmen einer xenogenen normothermen Maschinenperfusion (xNMP).

Methodik: Neun genetisch modifizierte Schweinelebern wurden nach Organentnahmen im Rahmen von DCD- und DBD-Spenden in drei Versuchsgruppen untersucht, die sich in genetischer Modifikation, Ischämiezeit, Spendermodalität und Perfusionsdauer unterschieden. Gruppe 1 umfasste αGal-Knockout-Tiere mit 2 Stunden kalter Ischämie und 6 Stunden Perfusion, Gruppe 2 αGal-KO-Tiere mit fünf humanisierten Transgenen, längerer Ischämiezeit (12–18 Stunden) und ebenfalls 6 Stunden Perfusion, während Gruppe 3 aus Triple-KO-Tieren mit identischen Transgenen, kurzer Ischämiezeit (1–2 Stunden) und 24 Stunden Perfusion bestand. Als Perfusat kamen in Gruppe 1 Erythrozytenkonzentrate der Blutgruppe 0 (Rh^-) und in den Gruppen 2 und 3 zusätzlich Fresh Frozen Plasma (Blutgruppe AB) zum Einsatz. Die funktionelle und immunologische Charakterisierung erfolgte anhand laborchemischer Analysen und Durchflusszytometrie, mit Probenentnahmen zu definierten Zeiträumen.

Ergebnis: In allen Gruppen konnte die xenogene Perfusion erfolgreich über die angestrebte Dauer durchgeführt werden. In den Gruppen 1 und 2 zeigte sich im Verlauf ein deutlicher Anstieg der Laktatkonzentration sowie ein Abfall des Hämoglobinwerts, als Ausdruck der metabolischen Dysregulation und möglichen Hämolyse. Dieses Muster war in Gruppe 3 nicht zu beobachten. Die immunologischen Analysen zeigten zu Beginn der Perfusion ein rasches Ansteigen porziner Immunzellen (CD45, CD3, CD21, CD4, CD14, CD56; NK-Zellen, Monozyten, T- und B-Lymphozyten) im Perfusat. Die Konzentrationen blieb über die Dauer der Perfusion weitgehend stabil.

Schlussfolgerung: Die xenogene Perfusion genetisch modifizierter Schweinelebern ist technisch machbar und stellt ein vielversprechendes Modell zur Simulation der humanen Lebertransplantation dar. Sie könnte künftig als Grundlage für Bridgingverfahren dienen, erfordert jedoch weitere Studien zur Bewertung von Sicherheit und Potenzial.