Revolution in der Transplantationsmedizin: Erstmals konnten Organe gefroren, wieder aufgetaut und dann verpflanzt werden

Ein Problem in der Transplantationsmedizin ist die geringe „Halbwertszeit“ der Organe. Einmal entnommen, beträgt das Zeitfenster, in der das Organ dann noch verpflanzt werden kann, oft nur einige Stunden. Das bedeutet auch, dass in der Praxis nicht selten Organe verworfen werden müssen. Ein Weg, dies zu verhindern, könnte sein, die Organe einzufrieren. Allerdings formen sich dann Eiskristalle zwischen den Zellen, die das Gewebe schädigen und das Organ so nutzlos machen können. Forscher:innen haben nun eine andere Methode ausprobiert: Vitrifizierung. Diese Methode haben sie kürzlich erfolgreich an Ratten getestet.

Schockgefrorene Organe

Bei der Vitrifizierung werden die Organe schockartig auf extrem niedrige Temperaturen heruntergekühlt. Dabei kommen kryoprotektive Chemikalien zum Einsatz, die einen glassähnlichen Zustand auslösen, bei dem sich keine Eiskristalle formen. Allerdings stellt das Auftauen der Organe dann ein Problem dar. Aktuelle Erwärmungsmethoden beginnen auf der Oberfläche, was in ungleichmäßiger Erwärmung resultiert. Diese führt dazu, dass verschiedene Gewebebereiche sich unterschiedlich schnell erwärmen, sich dabei ausdehnen und so Gewebeschäden entstehen.

In den vergangenen Jahren entwickelten Forscher:innen der University of Minnesota allerdings eine neue Erwärmungsmethode, bei der das gefrorene Organ schnell und gleichmäßig von innen heraus erwärmt wird. Das Geheimnis hinter der Methode sind Eisenoxid-Nanopartikel, die den kryoprotektiven Chemikalien hinzugefügt werden. Beim Erwärmen werden diese Nanopartikel durch externe, wechselnde Magnetfelder angeregt, sodass sie als kleine Heizeinheiten fungieren, die das Organ von innen heraus erwärmen.

Transplantation nach 100 Tagen Lagerung

Nun haben die Forscher:innen im Tiermodell nachgewiesen, dass diese Methode funktioniert. Dabei froren sie die Nieren von Ratten für 100 Tage ein, erwärmten sie dann, bereinigten sie von Flüssigkeiten und Nanopartikeln und verpflanzten sie dann in Ratten. Alle fünf Organempfänger haben die Operation nicht nur überlebt, sondern auch innerhalb von 30 Tagen ihre komplette Nierenfunktion wiedergewonnen.

„This is the first time anyone has published a robust protocol for long-term storage, rewarming, and successful transplantation of a functional preserved organ in an animal. All of our research over more than a decade and that of our colleagues in the field has shown that this process should work, then that it could work, but now we’ve shown that it actually does work„, so John Bischof, einer der Hauptautoren der Studie.

Die Forscher:innen gehen davon aus, dass es sich bei ihrer Arbeit um einen wichtigen Meilenstein handeln könnte, der eines Tages dazu führt, dass Organe über längere Zeit vorgehalten und dann dennoch noch verwendet werden können. Dies würde die Menge verworfener Organe drastisch reduzieren – und damit natürlich auch die Länge der Wartezeit für potentielle Organspende-Empfänger. Im nächsten Schritt wollen die Forscher:innen die Methode an Schweine-Nieren testen. Bis zu Tests an Menschen dürfte noch eine ganze Zeit vergehen.

via University of Minnesota