Organ­transplantation: Maschine erhält Leber außerhalb des Körpers am Leben

Zürich – Schweizer Forscher haben eine Maschine entwickelt, die eine menschliche Leber außerhalb des Körpers für 1 Woche am Leben erhält. Das in Nature Biotechnology (2020; DOI: 10.1038/s41587-019-0374-x) vorgestellte Gerät könnte künftig nicht nur die Intervalle bis zur Transplantation verlängern. Möglicherweise könnten geschädigte Organe für eine Transplantation aufbereitet werden.

Bislang werden die Spenderlebern nach der Organentnahme mit einer gekühlten Lösung durchspült, um die Stoffwechselaktivität herabzusetzen. Die Lebensfähigkeit des Organs bleibt dadurch für etwa 12 bis 18 Stunden erhalten. In dieser Zeit muss die Leber­transplantation durchgeführt werden. Viel Zeit für die Überprüfung des Funktions­zustands des Organs bleibt nicht.

Perfusoren, die das Organ nach der Entnahme ohne Abkühlung mit einer sauerstoff- und nährstoffhaltigen Lösung durchspülen, könnten das Intervall bis zur Transplantation verlängern. Bei Nieren ist dies seit einigen Jahren möglich. In einigen Zentren werden bereits regelmäßig Perfusoren für den Transport eingesetzt.

Die Leber ist in dieser Hinsicht allerdings ein anspruchsvolles Organ, wie ein Team von Medizinern, Biologen und Ingenieuren um Pierre-Alain Clavien vom Universitätsspital Zürich erfahren musste. Das zentrale Stoffwechselorgan des menschlichen Körpers ist nicht nur groß (2,5 % des Körpergewichts), es hat auch einen hohen Energiebedarf (25 % des Herzzeitvolumens) und nicht zuletzt erledigt die Leber etwa 5.000 verschiedene Aufgaben. Dabei entstehen Stoffwechselschlacken, die in der Leber über Makrophagen abgebaut oder über Galle und Nieren ausgeschieden werden müssen. Die Konstruktion einer Maschine, die alle diese Leistungen der Leber außerhalb des Körpers ermöglicht, hat sich als schwierig erwiesen.

Bei der Entwicklung der Maschine mussten die Forscher nach eigenen Angaben 5 größere Hürden überwinden. Die 1. Hürde war die Kontrolle des Glukosestoffwechsels. Die Leber ist ein wichtiger Kurzzeitspeicher für Glukose, die dem Blut entzogen wird. Um eine allzu starke Aufnahme der Glukose in den Leberzellen zu verhindern, musste die Konzentration der beiden Blutzucker-regulierenden Hormone Insulin und Glukagon fein justiert werden.

Die 2. Hürde ergab sich aus einem raschen Zerfall von Erythrozyten, die durch den Kontakt mit den fremden Oberflächen in den Schläuchen aber auch durch einen Stillstand des Blutflusses in der Leber ausgelöst wurde. Die Lösung bestand in einer pulsatilen Durchblutung des Organs, die die natürlichen Verhältnisse imitiert.

rme