Фабрика запасных органов
Свинья поможет решить проблему нехватки органов для пересадки
В США проведена успешная пересадка почки человеку от генетически редактированной свиньи с 69 модификациями ее генома. Пока неизвестно, как долго будет функционировать трансплантат от свиньи в организме пациента и сможет ли свиная почка стать реальной альтернативой диализу и донорской пересадке, но уже ясно, что за подобными технологиями будущее.
Фото: Tierfotoagentur.com / T. Dargatz-Gei? / age Fotostock / Фотобанк Лори
Фото: Tierfotoagentur.com / T. Dargatz-Gei? / age Fotostock / Фотобанк Лори
Идея пересадки органов от животных человеку не вызывает у нас удивления, она нашла место во многих художественных произведениях. В медицинской практике первые ксенотрансплантации — пересадка живых клеток, тканей или органов от животных человеку — практикуются с 1660-х годов, когда впервые были проведены опыты по переливанию крови от овцы человеку.
Обезьяна или диализ
Позднее предпринимались попытки пересадки почек от разных видов животных человеку, в научной литературе содержатся сообщения о таких операциях в 1905, 1906, 1910 и 1923 годах. Все они закончились гибелью пациентов максимум через девять дней после операции.
Новый этап в ксенотрансплантации связан с открытием системы иммунитета и разработкой препаратов для иммуносупрессии. В 1963 году была проведена серия из шести операций по пересадке почки от шимпанзе человеку. Один из пациентов прожил с почкой обезьяны более девяти месяцев, причиной его смерти стал острый электролитный дисбаланс без признаков отторжения трансплантата.
В последующем из-за широкого развития трансплантологии и повышения доступности человеческих органов для трансплантации интерес к ксенотрансплантации пошел на спад, и соответствующие операции проводиться практически перестали.
В наше время в развитых странах в пересадке почки или диализе нуждаются более 800 тыс. пациентов, очередь на пересадку составляет более пяти лет, треть пациентов умирают, не дождавшись ее. Почка живого донора хорошо функционирует после трансплантации 15–20 лет, в то время как при пересадке почки умершего донора ожидаемая продолжительность жизни пациента с такой почкой меньше и колеблется от 8 до 12 лет. Трансплантация остается лучшим выбором по сравнению с диализом, при котором ожидаемая продолжительность жизни составляет около пяти лет.
Несмотря на существенные успехи в пересадке органов от шимпанзе человеку в прошлом, сегодня эти животные не рассматриваются в качестве доноров органов из соображений защиты природы (они занесены в Красную книгу), а также ввиду риска появления новых инфекций. Действительно, при пересадке органов от близкородственных видов в организме реципиента может произойти рекомбинация между вирусами одного и другого вида, и инфекция может преодолеть видовой барьер. На смену обезьянам пришли свиньи.
Гуманизация свиньи
Главное преимущество свиней перед обезьянами — их доступность для экспериментов. Но и недостатков много: средняя продолжительность жизни свиньи — 10–15 лет, температура тела — 39 градусов Цельсия, обычно свиньи значительно больше человека по размеру и массе, их ферменты и гормоны имеют значительные различия по последовательности, а белки свиньи содержат три типа несвойственных организму человека гликозидных остатков, что вызывает реакции сверхострого и острого отторжения трансплантата.
Кроме того, в геноме свиньи обнаружены вставки ретровирусов, на которые реагирует иммунная система человека. Поэтому генные инженеры последние 40 лет считали своей основной задачей решение проблемы преодоления этих межвидовых отличий.
Первая трансплантация сердца, легких и почек свиньи человеку была проведена в Индии в 1996 году. Пациент умер вскоре после операции от множественных инфекций. Индийский кардиоторакальный хирург Дхани Рам Баруа и двое его коллег Джонатан Хо Кей-шин и К. С. Джеймс, участвовавшие в операции, были арестованы 9 января 1997 года по обвинению в нарушении индийского закона о трансплантации органов и тканей человека. Они были признаны виновными в неэтичной процедуре и умышленном убийстве и заключены в тюрьму на 40 дней.
В 2020–2023 годах прошла серия операций по пересадке органов от «гуманизированных» свиней человеку, пока неудачные. Но каждый раз свиней все больше и больше адаптировали к организму человека. Сначала были поочередно удалены из их организма чужеродные человеку гликозиды. Затем введены семь генов человека, «маскирующих» орган свиней. И наконец, с помощью технологии CRISPR/Cas9 были удалены вставки ретровирусов, опасных для человека. Всего было произведено 69 модификаций генома.
В итоге в компании eGenesis из Кембриджа, штат Массачусетс, были созданы гуманизированные доноры на юкатанской миниатюрной породе свиней, лишенные трех гликанов, с ретровирусной инактивацией и с семью человеческими трансгенами. Гуманизированный почечный трансплантат свиньи в сочетании с общепринятой медицинской схемой иммуносупрессивной терапии функционировал после трансплантации обезьянам в течение двух лет (758 дней).
В 2022 году состоялась первая трансплантация такой почки пациенту с диагностированной смертью мозга. А 16 марта 2024 года генетически модифицированная почка свиньи пересажена 62-летнему мужчине. Операция заняла четыре часа и прошла в центре трансплантологии Массачусетского госпиталя. Пациент мистер Ричард «Рик» Слейман из Уэймута, штат Массачусетс (США), уже выписан из больницы.
Слейман находился на диализе в течение семи лет, после чего получил почку от умершего донора, которая проработала пять лет, и после еще года диализа снова получил возможность обходиться без этой травматичной процедуры.
Биомедицинское сообщество с вниманием следит за судьбой этого пациента. Пока неизвестно, как долго будет функционировать трансплантат в организме человека и сможет ли он составить реальную альтернативу диализу (пять лет жизни) и донорской пересадке (8–20 лет жизни), но уже совершенно ясно, что за этой технологией будущее. Для человечества сейчас критически важно найти источник органов для трансплантации не только ввиду старения населения и нарастания проблем с экологией, когда все большее число пациентов нуждаются в трансплантации, но и из-за бурного развития генетической паспортизации, которая делает потенциально уязвимыми такие персональные данные каждого человека, как генетическая совместимость с потенциальным реципиентом, нуждающимся в пересадке почки, печени или сердца. Только эффективность и дешевизна органов от генетически модифицированных животных могут быть надежной защитой от «черных трансплантологов» будущего.
Кроме того, разработка технологии генетически модифицированных гуманизированных органов для ксенотрансплантации может решить проблему дефицита генетически совместимых доноров для представителей малых народов и недоступности большому числу пациентов дорогостоящих медицинских процедур на основе донорских органов. Более того, даже в случае, если ксенотрансплантация не станет полноценной заменой донорской пересадке, этот подход может значительно увеличить продолжительность жизни до необходимости проведения диализа, а значит, увеличит шансы дождаться полноценного донорского органа.