Pathomorphologische Phänotypisierung und Expressionsanalyse von hCD59-transgenen Schweinen für Xenotransplantationen

Der Mangel an humanen Spenderorganen für Transplantationen hat in den letzten Jahren zu einem gesteigerten Interesse an der Xenotranplantation von Schweineorganen geführt. Um eine hyperakute Abstoßung der porzinen Spenderorgane zu verhindern, wurden mittels Mikroinjektion transgene Schweine konstruiert, die ein Konstrukt mit dem humanen Komplementregulator hCD59 unter der Kontrolle eines Cytomegalovirus (CMV)-Promotors tragen. Dieses Konstrukt soll die Abstoßung des Spenderorgans über eine Hemmung der Aktivierung der Komplementkaskade verhindern. Die durchgeführten Untersuchungen ergaben keinen Hinweis auf einen spezifischen, pathomorphologischen Phänotyp der transgenen Tiere. Einige Tiere zeigten pathomorphologische Läsionen, die jedoch als „unspezifische“ Hintergrundpathologie interpretiert wurden. Alle untersuchten Tiere wiesen eine Detektion der hCD59-DNA in allen untersuchten Organen und Geweben auf. Die hCD59-mRNA und das hCD59-Protein zeigte eine breite Verteilung in den untersuchten Organen und Geweben und konnte in Herz, Lunge, Milz, Leber, Niere, Pankreas, Gehirn, Skelettmuskel und Verdauungstrakt nachgewiesen werden. Dabei variierte die Expression der mRNA und des Proteins stark zwischen den verschiedenen Linien, zwischen Tieren einer Linie sowie zwischen verschiedenen Organen und Geweben jedes einzelnen Tieres. Im Herz, in der Niere und im Skelettmuskel zeigte die Expression zudem ein „patchy pattern“, indem sich nur einzelne Zellen der Organe distinkt positiv anfärbten. Es ist möglich, dass für dieses Expressionsmuster die so genannte „Variegation“ verantwortlich ist, die durch eine Translokation eines Gens verursacht wird und bereits in Hefen, Drosophila und Mäusen beschrieben wurde.  Die ubiquitäre hCD59-DNA-Detektion spricht für eine erfolgreiche Integration des hCD59-Konstrukts, während die mRNA- und Protein-Expression eine starke Variation aufweist. Insgesamt führt der eingesetzte CMV-Promotor jedoch zu einer weitreichenden Expression des Transgens in den verschiedenen Organen und Geweben. Insgesamt ist der Einsatz der transgenen Schweine für Xenotransplantationen problematisch, solange das hCD59-Protein ein variierendes Expressionsmuster aufweist, da Organe und Gewebe die das Protein nicht exprimieren wahrscheinlich hyperakut abgestoßen würden.