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Medizin

Lebertrans­plantation: „Supercooling“ verdreifacht Konser­vierungszeiten

Montag, 30. Juni 2014

Boston – US-Forscher haben ein Verfahren entwickelt, das die Konservierungszeiten von Spenderlebern von derzeit maximal 24 Stunden auf mindestens drei Tage verlängern könnte. In den USA, wo die Transportwege weit sind, könnten durch das in Nature Medicine (2014; doi: 10.1038/nm.3588) im Tierexperiment erprobte „Supercooling“ jährlich 5.000 Lebern mehr für eine Transplantation zur Verfügung stehen.

Einzelne Zellen, beispielsweise befruchtete Eizellen, lassen sich durch Einfrieren in flüssigem Stickstoff jahrelang kryokonservieren. Bei komplexeren Organstrukturen ist dies jedoch derzeit nicht möglich. Experten führen dies unter anderem darauf zurück, dass Organe aus unterschiedlichen Zelltypen bestehen, die verschieden auf Kälte reagieren. So überleben in Rattenlebern Hepatozyten und Gallengänge Temperaturen unter dem Gefrierpunkt, nicht aber die Endothelien, so dass es nach einer Transplan­tation regelmäßig zum Organversagen kommt.

In der Transplantationsmedizin wird noch immer ein Ende der 1980er Jahre an der Universität von Wisconsin entwickeltes Verfahren verwendet, das die Organe bis knapp über dem Gefrierpunkt abkühlt und als „hypothermic preservation“ bezeichnet wird. Es gewährt einen Organerhalt von Lebern bis maximal 24 Stunden.

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Das von einem Team um Martin Yarmush und Korkut Uygun am Massachusetts General Hospital (MGH) in Boston entwickelte Verfahren könnte die Zeit verdreifachen. Die Forscher verwendeten zwei Frostschutzmittel: Eines ist Polyethylenglycol, das bei Arzneimitteln zur Verlängerung der Wirkungsdauer, etwa bei Peg-Interferonen verwendet wird. Es schützt vor allem die Zellmembranen vor Kälteschäden. Es dringt allerdings nicht in die Zellen ein, die deshalb ein zweites Frostschutzmittel benötigen, Die Forscher haben es der Natur abgeschaut. Einige kälteresistente Tiere schützen ihre Zellen durch Einlagerung von Zucker. Die Bostoner Forscher entschieden sich für 3-OMG (3-O-Methyl-D-Glucose), das ungiftig ist, aber vom Körper nicht abgebaut wird.

Die beiden Substanzen ermöglichten es, die Organe auf minus 6 Grad Celsius abzukühlen, ohne dass es innerhalb der Zellen zur Bildung von Eiskristallen kam. Vor dem Abkühlen wurden die Organe für eine Stunde mit einer sauerstoff- und nährstoffhaltigen Lösung durchspült. Nach dem Aufwärmen perfundierten die Forscher die Organe für drei Stunden bei 21 Grad Celsius, damit sich die Organe langsam von dem Kälteschock erholen konnten.

In den ersten Experimenten konnten die Organerhaltungszeiten auf drei Tage (72 Stunden) bis vier Tage (96 Stunden) verlängert werden. Nach einem „Supercooling“ über 72 Stunden überlebten alle Tiere, nach einer Kühlzeit von 96 Stunden waren es noch knapp 60 Prozent. Wenn die Organe über diese Zeiten nach dem Prinzip der „hypo­thermic preservation“ gelagert wurden, starben alle Tiere nach einer Transplantation. Da die verwendeten Chemikalien nachweisbar ungiftig sind, wären keine weiteren Toxizitätstests notwendig.

Bis zum Beginn klinischer Studien dürften allerdings noch weitere tierexperimentelle Studien notwendig werden. Allein die Größenunterschiede zwischen den Lebern von Ratten (10 Gramm) und dem Menschen (2 Kilogramm) könnten noch einige Modifizierungen am “Supercooling“-Rezept erforderlich machen. © rme/aerzteblatt.de

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