Ab den 1960er Jahren versuchten Ärzte, Nieren, Herzen und Lebern von Pavianen und Schimpansen – den engsten genetischen Verwandten des Menschen – in Menschen zu transplantieren. Aber die Organe versagten innerhalb von Wochen, wenn nicht Tagen, aufgrund von Abstoßung oder Infektion. Diese Bemühungen wurden weitgehend aufgegeben, nachdem „Baby Fae“, ein Säugling mit einer tödlichen Herzerkrankung, innerhalb eines Monats nach Erhalt einer Pavianherztransplantation im Jahr 1984 starb. (Ihr Immunsystem stieß das Herz ab.)
In den 1990er Jahren richteten Forscher ihre Aufmerksamkeit auf Schweine. Ihre Organe haben eine ähnliche Größe wie die menschlichen und brauchen nur Monate, um auf eine für die Spende geeignete Größe heranzuwachsen. Im Gegensatz zu Primaten gibt es weniger Bedenken, dass sie HIV-ähnliche Viren an Patienten weitergeben (obwohl Schweine verschiedene Arten von Viren beherbergen). Und Wissenschaftler dachten, Spenderschweine würden von der Öffentlichkeit besser akzeptiert, da sie bereits für die Landwirtschaft aufgezogen werden.
Aber biologische Unterschiede zwischen Schweinen und Menschen machen die Transplantation viel schwieriger. Daher wandten sich die Forscher der Gentechnik zu, um Schweineorgane besser für menschliche Empfänger geeignet zu machen – sie löschten Schweinegene und fügten menschliche hinzu, um Immunabstoßung, Blutgerinnung und Entzündungen zu verhindern.
Alle Schweineorgane, die dieses Jahr beim Menschen verwendet wurden, wiesen 10 genetische Veränderungen auf – obwohl die genauen Veränderungen leicht voneinander abwichen. Eines, das sie alle gemeinsam hatten, war die Deletion eines Gens namens Alpha-gal, das an der hyperakuten Abstoßung beteiligt ist, die innerhalb weniger Minuten nach der Transplantation des Schweinegewebes auftritt. Dies bedeutete, dass keines der transplantierten Organe sofort abgestoßen wurde. Dennoch können Wochen oder Monate später verschiedene Arten von Ablehnungen auftreten, und Wissenschaftler wissen nicht, welche Bearbeitungen oder wie viele von ihnen zu den besten Ergebnissen führen.
Das Maryland-Team hat einige Theorien aufstellen warum Bennetts Herz letztendlich versagte. Obwohl es keine typischen Abstoßungserscheinungen zeigte, zeigte es bei einer Autopsie Schäden an den Kapillaren – den kleinsten und empfindlichsten Blutgefäßen. Laut Mohiuddin könnte dies ein Beweis für eine Art von Immunabstoßung sein, die das Team zuvor bei Pavianen, die Schweineherzen erhielten, nicht beobachtet hatte.
Eine andere Möglichkeit ist, dass der Patient mit einem Virus infiziert war, das natürlicherweise in Schweinen vorkommt, und in seinem immungeschwächten Zustand, der durch Anti-Abstoßungs-Medikamente verursacht wurde, verursachte das Virus das Herzversagen. Wissenschaftler suchten bereits nach porcinen endogenen Retroviren, die in das Schweinegenom integriert sind. Diese Viren waren in Bennetts Herzgewebe nicht nachweisbar, aber eine andere Art war: porcines Cytomegalovirus oder pCMV. Die Infektion könnte auch den Kapillarschaden erklären, sagt Mohiuddin.
Das Maryland-Team hat seitdem einen Test entwickelt, um virale Schweine-DNA in sehr kleinen Mengen nachzuweisen, den sie bei Gewebe von Pavianen verwendet haben, denen Schweineherzen implantiert wurden. In Labortests fanden sie bei mehreren Tieren Hinweise auf das Virus, aber keine Korrelation zwischen der Infektion und der Lebensdauer der transplantierten Herzen.
Eine dritte Erklärung ist, dass eine Antikörpertherapie, die Bennett verabreicht wurde, sein Herz angegriffen hat. Das Medikament, intravenöses Immunglobulin, ist für Menschen mit geschwächtem Immunsystem, wie z. B. Transplantationspatienten. Aber da es aus einem Pool von Antikörpern von Tausenden von Spendern hergestellt wird, könnte es natürliche Antikörper enthalten haben, die möglicherweise Zellen im Schweineherz angegriffen haben.