AV-Shunt bald aus künstlich hergestellter Ader?
Herstellung künstlicher Adern
Die „Lebensader“ der chronischen Dialysepatienten ist ihre arteriovenöse Fistel (av-Shunt), die für 150 bis 200 Blutwäschen pro Jahr zum Anschluss des Dialysegerätes genutzt wird. Obwohl ein gut angelegter Shunt unter optimalsten Bedingungen bis zu 20 Jahre und länger halten kann, ist bei allen Dialysepatienten - früher oder später - die Neuanlage einer Fistel notwendig (im Durchschnitt 2-3x im Gesamtzeitraum der chronischen Dialyse). Die Idee, hierfür ein künstlich gezüchtetes Blutgefäß ohne jegliche Stützgerüst aus Kunststoff zu verwenden, ist jetzt erstmals von einer US-amerikanisch-argentinischen Arbeitsgruppe erprobt worden. Dabei konnten bislang Standzeiten des aus körpereigenem Material gezüchteten „Blutgefäßes“ von über einem Jahr erreicht werden [1].
Zielsetzung An praktikablen Verfahren zur Gewebezüchtung (englisch tissue engineering, TE) wird international unter Hochdruck geforscht. Die steigende Lebenserwartung macht immer häufiger therapeutischen Gewebe-Ersatz durch Transplantationen notwendig (z. B. Knorpelgewebe oder Herzmuskelzellen). Hauptprobleme dabei: Fehlende Spender und Probleme durch die notwendige Unterdrückung des Abwehrsystems („Immun-Suppression“) bei Übertragung von Fremdgewebe und die hierdurch erhöhte Infektions- und Krebsgefahr. Eine mögliche Lösung: Züchtung von Ersatz-Körpergewebe aus körpereigenen Zellen. Einzelne Zelltypen können schon lange erfolgreich vermehrt werden, zum Beispiel Bindegewebszellen der Haut, die dann als Transplantat verwendbar sind. Komplette Organe - wie beispielsweise Blutgefäße - können noch nicht künstlich hergestellt werden. Mit einem patentierten Verfahren vermag jedoch ein kalifornisches Unternehmen jetzt künstliche Adern herzustellen, die außen aus normalen Bindegewebszellen („Fibroblasten“) und innen aus einer Beschichtung mit normalen gefäßauskleidenden Zellen („Endothel-Zellen“) bestehen.
Methode Die Herstellung klingt einfach: Bei einem kurzen, insgesamt nur 15minütigen Eingriff wird zum Beispiel vom Handrücken Gewebe entnommen („Biopsie“). In dem Gewebestückchen befindet sich auch ein Stück Vene von rund zwei Zentimeter Länge. Nach einer Enzym-Behandlung können sowohl körpereigene („autologe“) Haut-Fibroblasten als auch Endothel-Zellen aus dem Inneren der Vene isoliert werden. Nun wachsen und vermehren sich diese Zellen millionenfach in einer flachen Schicht. Die Bindegewebszellen dienen dabei als mechanische Unterlage und Stütze der empfindlichen Endothelzellen. Diese Kulturphase dauert zwischen 6-9 Monate. Dann werden die Zellschichten abgezogen und zu Röhrchen zusammengerollt. Fertig ist das bis zu 10-15 Zentimeter lange künstliche Gefäß. Unter dem Mikroskop erscheint es anfänglich wie eine normale Vene. Im Körper aber bekommt das Kunstgefäß allmählich eher Eigenschaften von Arterien, wird also mechanisch belastungsfähiger und elastischer als Venen. Solche aus individuellen Biopsien hergestellten Gefäße können dann wie bei einer herkömmlichen Shuntanlage in einem 60-90minütigen gefäßchirurgischen Eingriff implantiert werden.
Fertiges Kunstgefäß vor der Shuntanlage
Ergebnisse Bislang wurde bei sechs Dialyse-Patienten mit Shuntversagen ein solches neues Gefäß eingesetzt. Die Reifungsphase („Maturation“) des neuen Shunts betrug jeweils drei Monate. Dann wurden die Kunstgefäße erstmals punktiert. Die Nachbeobachtungszeit betrug bis zu 13 Monate. Bei einem Patient funktionierte das Transplantat auch nach 13 Monaten noch einwandfrei. Eine kleine Gefäßausweitung („Aneurysma“) im Bereich eines häufig punktierten Abschnittes konnte chirurgisch entfernt werden. Das Transplantat konnte auch anschließend problemlos bis zu seiner Entfernung nach einer erfolgreichen Nierentransplantation verwendet werden (über 200 Punktionen). Ein weiterer Patient verstarb 39 Tage nach der Shuntherstellung an hiervon völlig unabhängigen Ursachen. Bei einem dritten Patienten kam es nach 12 Wochen wegen starker Blutgerinnselbildung zum Shuntversagen. Bei den übrigen drei Patienten gab es auch knapp ein halbes Jahr nach dem Einsetzen des Kunstgefäßes keinerlei Komplikationen.
Kommentar Dialyse.de Ohne Frage: Dies sind beeindruckende, wenn auch äußerst vorläufige Ergebnisse. Der US-Hersteller muss sich jedoch fragen lassen, warum er Patienten in Ländern wie Argentinien und in Kürze Polen und Slovakei rekrutiert und nicht in den USA selbst. Klar muss aber auch sein: Obwohl die künstlichen Hohlkörper aus körpereigenen Zellen hergestellt sind, sind sie noch lange keine echten Blutgefäße. Zum Beispiel, weil sie nicht den komplex geschichteten Aufbau natürlicher Gefäße haben, nicht durchblutet oder von Nerven versorgt sind. Bei einem av-Shunt mag dies praktikabel sein und zudem Probleme von Kunststoff-Implantaten früherer Zeiten vermeiden. Ob aber beim therapeutischen Ersatz von Arterien an den Gliedmaßen (Arteriosklerose) oder im Herzen (Bypass) nicht zusätzliche lebensgefährliche Komplikationen auftreten, bleibt abzuwarten. Fraglich ist auch, ob das bis zu 25.000 US-Dollar teure Verfahren die enormen Kosten im Zusammenhang mit dem Gefäßzugang (rund ¼ der Dialysekosten insgesamt) verringern wird.
Autor
Rainer H. Bubenzer, Berliner Medizinredaktion, Dezember 2007.
Quellen
- L'Heureux N, McAllister TN, de la Fuente LM: Tissue-engineered blood vessel for adult arterial revascularization. N Engl J Med. 2007 Oct 4;357(14):1451-3 (Medline, Volltext).
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