Die anhaltende Knappheit an Spenderorganen und die stetige Zunahme an Patienten, die auf eine Organtransplantation warten, führen zu einer vermehrten Verwendung von Transplantaten mit erweiterter Kriterienliste sowie Organspenden nach Kreislauftod.1 Die Transplantation solcher Organe ist jedoch mit schlechteren Outcomes assoziiert.1 Deshalb besteht ein gesteigertes Interesse an besseren Konservierungsmöglichkeiten des Transplantats, wie der ex vivo Maschinenperfusion (MP).1
Hierbei wird das Transplantat an ein Perfusionsgerät angeschlossen, das die Durchblutung durch eine Perfusionslösung imitiert.1 Im Gegensatz zur klassischen kalten Lagerung der Transplantate (static cold storage; SCS) bietet die Maschinenperfusion die Möglichkeit, die Funktionalität der Organe über einen längeren Zeitraum aufrechtzuerhalten.2 Zudem können die Spenderorgane bereits vor der Transplantation hinsichtlich ihrer Qualität beurteilt und behandelt werden.1,2
Bei der Maschinenperfusion wird zwischen hypotherm (HMP) und normotherm (NMP) unterschieden.2 Bei der HMP wird das Transplantat auf eine Temperatur zwischen 4°C und 10°C abgekühlt, wodurch Stoffwechselvorgänge reduziert werden können.2 Die Methode bietet gegenüber der SCS mehrere Vorteile. Eine permanente Zirkulation der Perfusionslösung wirkt Endothel-protektiv, ebenso werden Vasospasmen vermindert.2 Darüber hinaus werden anfallende Stoffwechselprodukte und Toxine ausgespült beziehungsweise verdünnt.1,2Auch eine Oxygenierung der Pufferlösung ist möglich. Das Verfahren der hypothermen oxygenierten Perfusion (HOPE) vermindert die mitochondriale Schädigung und erhöht die ATP-Reserven des Transplantats.2
Die normotherme Maschinenperfusion (NMP) erfolgt bei Temperaturen zwischen 32°C und 37°C.2 Somit wird ein fast physiologisches Milieu erzeugt, bei der die metabolische Aktivität erhalten bleibt.1,2 Eine sauerstoffhaltige Perfusionslösung ist hier unerlässlich.1 Als Sauerstoffträger kann entweder eine blutbasierte bzw. auf Erythrozytenkonzentrat-basierende oder eine azelluläre Lösung auf Hämoglobinbasis eingesetzt werden.1
Durch die NMP wird die kritische Kälteischämiezeit verhindert und die potenziell schädigenden Mechanismen der Reperfusion eliminiert, da das Transplantat im Vorhinein maschinell perfundiert wird.2 Zudem ermöglicht die Methode eine Beurteilung der Organfunktionalität unter physiologischen Bedingungen.2
In den letzten Jahren wurden viele Studien zum Einsatz der MP bei Organtransplantation publiziert. Eine 2019 veröffentlichte Cochrane-Analyse wertete klinische Studien zur Maschinenperfusion bei Nierentransplantation aus, die bis zum Jahr 2018 durchgeführt wurden.3 Während die Studienlage zur NMP bei Nierentransplantation zu gering war um Schlussfolgerungen zu ziehen, konnte eine Überlegenheit der HMP bei der Nierentransplantation von verstorbenen Spendern gegenüber der SCS festgestellt werden.3 Allerdings fehlen bisher Follow-Up Berichte über das Langzeit-Transplantatüberleben der Empfänger.3
Ähnlich zeigt sich die Studienlage zum Einsatz der MP bei Lebertransplantationen. So kommt eine Übersichtsstudie aus dem Jahr 2020 zu dem Schluss, dass die Maschinenperfusion in Bezug auf kurzfristige Ergebnisse der kalten Lagerung der Transplantate überlegen sei.4 Dies gelte insbesondere für die HMP, die zu signifikanten protektiven Effekten auf frühe Allotransplantatdysfunktion und biliäre Komplikationen führte.4 Allerdings seien weitere randomisierte klinische Studien nötig, um die Überlegenheit der MP zu bestätigen.4
Die Maschinenperfusion ist derzeit nicht flächendeckend im Eurotransplant-Raum implementiert.2 Das Verfahren ist kostenintensiv und logistisch aufwendig, zudem sind aktuell noch viele Fragen ungeklärt.5 Unter anderem: Welche Art der MP mit welchem Perfusat zu welchem Zeitpunkt angewendet werden sollte.5
Dennoch gehen Wissenschaftler davon aus, dass sich die Transplantationsmedizin durch den Einsatz der MP grundlegend ändern und ihr Einsatz zukünftig Standard werden wird.2 Zudem könnten sich durch die MP zukünftig ganz neue Chancen bieten. Aktuelle Ansatzpunkte sind beispielsweise die Entfettung steatotischer Lebern, sowie die gezielte Therapie einer Hepatitis C Erkrankung.2
In weiterer Zukunft ist auch die Erhaltung eines Transplantats über mehrere Tage, eine Immunmodulation sowie die gezielte Behandlung von vorgeschädigten Organen denkbar.6 Bis dahin ist es allerdings noch ein weiter Weg.6
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