Als wereldprimeur hebben chirurgen van het Massachusetts General Hospital met succes een genetisch gemodificeerde varkensnier getransplanteerd in een persoon met een chronische nierziekte. De historische procedure bouwt voort op tientallen jaren onderzoek naar genetische manipulatie van dierlijke organen en zou een mijlpaal kunnen betekenen in de pogingen om de soms fataal lange wachttijden voor transplantaties te verkorten. Recente ontwikkelingen op het gebied van genbewerkingstechnologie betekenen dat dit soort procedures vaker voorkomen.
De patiënt, een 62-jarige man uit Massachusetts genaamd Richard Slayman, heeft ernstige diabetes en hoge bloeddruk en wordt al zeven jaar gedialyseerd. Uiteindelijk kreeg hij een nieuwe nier van een menselijke donor, maar deze begon na vijf jaar tekenen van falen te vertonen. Slayman stond op de wachtlijst voor een nieuwe nier toen zijn artsen de mogelijkheid opperden om een experimentele nier van een genetisch gemanipuleerd varken te krijgen.
“Ik zag [the transplant] niet alleen als een manier om mij te helpen, maar als een manier om hoop te geven aan de duizenden mensen die een transplantatie nodig hebben om te overleven”, zei Slayman in een verklaring.
Het gemodificeerde varken is ontwikkeld door het in Massachusetts gevestigde biotechnologiebedrijf eGenesis. Wetenschappers gebruikten CRISPR-technologie voor het bewerken van genen om een varken te produceren met 69 genmodificaties. Verschillende van deze wijzigingen waren bedoeld om schadelijke varkensgenen te verwijderen die een immuunreactie uit het patent zouden kunnen veroorzaken. Er werden ook menselijke genen aan het varken toegevoegd om de compatibiliteit van de nieren te verbeteren en ervoor te zorgen dat ze minder snel door het menselijk lichaam worden afgestoten.
Na ongeveer vier uur van spannende operaties zeiden chirurgen in de kamer naar verluidt dat ze zagen dat de getransplanteerde nier urine produceerde, een belangrijk teken dat de procedure succesvol was. De zaal was gevuld met applaus en gejuich.
“Dit vertegenwoordigt een nieuwe grens in de geneeskunde en toont het potentieel aan van genomische manipulatie om de levens van miljoenen patiënten wereldwijd die lijden aan nierfalen te veranderen”, zei Mike Curtis, CEO van eGenesis, in een verklaring.
Waarom zijn wetenschappers geïnteresseerd in het bewerken van de genen van dierlijke organen?
Wetenschappers hopen dat het transplanteren van dierlijke organen in mensen, een praktijk die ‘xenotransplantatie’ wordt genoemd, op een dag een aanvulling zou kunnen zijn op menselijke orgaantransplantaties en de lange wachttijden voor transplantaties zou kunnen verkorten. Volgens de Centers for Disease Control lijden naar schatting 36 miljoen mensen in de VS aan een chronische nierziekte, waarvan 800.000 een nierziekte in het eindstadium of nierfalen hebben. Eenmaal in dat stadium worden patiënten vaak gedwongen te kiezen tussen naar een dialysemachine gaan die hun bloed filtert of een orgaantransplantatie aanvragen. Volgens de Health Resources and Services Administration (HRSA) staan momenteel meer dan 103.000 mensen in de VS op de wachtlijst voor orgaantransplantaties.
Maar lange wachttijden en een beperkt aanbod aan capabele orgaandonoren zorgen ervoor dat veel van deze patiënten nooit een transplantatie krijgen. HRSA schat dat er elke dag zeventien mensen sterven terwijl ze wachten op een nieuw orgaan. Dat lange wachten en het gebrek aan donoren hielpen ook de zwarte markt voor organen aan te wakkeren.
Potentiële orgaantransplantaties bij dieren beperken zich niet tot de nieren. Chirurgen van de Universiteit van Pennsylvania hebben in 2022 bijvoorbeeld met succes een genetisch gemodificeerde varkenslever geïmplanteerd in een persoon met een hersenstamdode. Kort daarna implanteerden chirurgen van het University of Maryland Medical Center varkensharten bij twee terminaal zieke patiënten. Hoewel de twee operaties succesvol waren, was de uiteindelijke impact beperkt. Beide patiënten stierven naar verluidt minder dan twee maanden na de procedure. Het menselijke immuunsysteem reageert wild op organen van andere soorten en probeert deze af te stoten, een obstakel dat deze procedures bijzonder uitdagend maakt.
“Als het gemakkelijk was, zouden we het nu al doen, maar dat is niet zo”, zegt Joren Madsen, directeur van het MGH Transplantatiecentrum in een verklaring. “De barrière voor xenotransplantatie bij varkens is enorm.”
Toch hopen onderzoekers dat vooruitgang op het gebied van genbewerking tot voordelen op de langere termijn kan leiden. Chirurgen hebben eerder genetisch gemodificeerde nieren en levers in bavianen getransplanteerd. In één geval beweert eGenesis dat een aap bij wie een genetisch gemanipuleerde varkensnier was geïmplanteerd, na de operatie nog twee jaar leefde. De chirurgen die bij de procedure van Slayman betrokken waren, hebben eveneens goede hoop dat de nieuwe nieren hem nog twee jaar kunnen helpen leven. De FDA kreeg snel goedkeuring voor zijn deeltjesprocedure als onderdeel van haar ‘compassionate use’-programma voor patiënten aan het levenseinde. Een breder gebruik van deze procedure zou volledige tests en goedkeuring door de FDA vereisen.
En hoewel de historische procedure een staaltje van wetenschappelijke en medische vaardigheid is, zeggen de betrokken chirurgen dat de echte eer aan de patiënt toekomt omdat hij zich op onbekend terrein heeft begeven.
“De echte held van vandaag is de patiënt, meneer Slayman, omdat het succes van deze baanbrekende operatie, die ooit onvoorstelbaar werd geacht, niet mogelijk zou zijn geweest zonder zijn moed en bereidheid om een reis te ondernemen naar onbekend medisch terrein”, directeur MGH Transplant Center Joren C. Madsen zei in een verklaring.