На ферме в Вирджинии компания Revivicor занимается разведением свиней, которые имеют генетическое сходство с людьми. Ученые называют их свиньями GalSafe, и они добавили пять человеческих генов к печени, почкам и сердцам свиней. Надежда состоит в том, что органы могут быть собраны и использованы для пересадки, и что человеческие тела не будут отклонять их.
Это звучит как научная фантастика, но это своего рода работа. Revivicor (созданный британской компанией PPL Therapeutics, которая производила клонированную овцу Долли) делает успехи в медленно растущей области ксенотрансплантации или трансплантации нечеловеческих органов или клеток в организм человека. Первым шагом было сделать пересадку от одного вида животных другому.
В прошлом месяце хирургам Национального института сердца, легких и крови в Бетесде, штат Мэриленд, удалось сохранить одно из генетически модифицированных сердец свиньи Revivicor в желудке бабуина в течение 945 дней. Они проверяли иммунный ответ бабуина на инородный орган, а не способность сердца свиньи функционировать как сердце животного. Люди делят более 90 процентов своей ДНК с бабуинами, поэтому пересадка органа свиньи в примат является шагом в правильном направлении.
Существует нехватка человеческих органов для трансплантации - в Соединенных Штатах каждый день умирает в среднем 21 человек, потому что они не получают пересадку вовремя. Легкие или сердца могут оставаться на льду только в течение нескольких часов, поэтому их часто не используют до истечения срока годности. Revivicor считает, что органы свиньи могут заполнить эту пустоту и создать гораздо более доступный и обильный запас пересаживаемых органов, если только ученые смогут заставить наши тела принять их.
Свиньи генетически далеки от людей, но их органы имеют одинаковый размер, и их легко разводить, поэтому они стали мишенью для ксенотрансплантации. Свиньи клапаны уже успешно используются при пересадке сердца.
Трансплантация органов от человека к человеку существует только с 1950-х годов, и ученые работали над трансплантацией от человека к человеку почти так долго. В 60-х годах Кит Рейтсма экспериментировал с трансплантацией почек шимпанзе людям. Большинство из них потерпели неудачу в течение нескольких недель, но одна женщина прожила девять месяцев. Большинство других попыток ксенотрансплантации, особенно сердца и легких, имели аналогичные степени успеха. В 1984 году во время одной из самых известных межвидовых трансплантаций Леонард Бэйли пересадил сердце бабуина младенцу Фэйри. Через 20 дней сердце перестало работать, но через год оно стало воротами для первой детской трансплантации от человека к человеку. Недавно, благодаря генной инженерии, ученые, в дополнение к сердцу свиньи, почкой свиньи были живы и функционировали в павиане в течение 136 дней.
До настоящего времени межвидовые трансплантации невозможно было поддерживать бесконечно долго, потому что иммунная система человека построена так, чтобы отторгать чужеродные органы. В лабораторных исследованиях возникают проблемы, когда кровь человека прокачивается через органы свиньи. Согласно Revivicor, иммунный ответ запускается природными антителами, направленными против эпитопа галактозы, или частью клеток свиньи, которая определяет, могут ли антитела присоединяться или нет. Поэтому компания работает над модификацией этого эпитопа, добавляя человеческий тромбомодулин, белок, который покрывает эти эпитопы, в геном свиньи. Это заставляет их казаться более человечными, и, следовательно, менее вероятно, что тело отвергнет их.
Задача состоит в том, чтобы нацелиться на гены, от которых отказываются человеческие тела, а затем найти способы их редактирования. Бабуин, выживший после трансплантации сердца, проходил тяжелый курс приема иммунодепрессантов и умер, когда его сняли с режима. Но ученые все еще надеются на следующий эксперимент - на самом деле замена сердца бабуина на свиное сердце.
«Основываясь на данных выживших долгосрочных трансплантатов, мы надеемся, что сможем повторить наши результаты в модели жизнеобеспечения. Это может проложить путь к использованию органов животных для трансплантации людям», Мухаммед М. Мохиуддин из Национального института сердца, легких и крови рассказал Американской ассоциации торакальной хирургии.
Часть возрождения Рививикора для свиньи является личной. У Мартины Ротблатт, основателя нынешней материнской компании Revivicor United Therapeutics, есть дочь с легочной артериальной гипертензией, заболеванием легких, которое обычно заканчивается смертельным исходом. Единственный способ лечения - пересадка, поэтому она потратила время и деньги на пересадку органов и тканевую инженерию. Revivicor сосредотачивается на сердцах и печени перед легкими, потому что легкие больше подвержены влиянию иммунной системы. Они сказали, что хотят сделать первую полную пересадку органа свиньи человеку в течение десятилетия.
Мечта Ротблатта о том, чтобы Revivicor стала сборочной линией для новых органов, чтобы никогда не было недостатка, это всего лишь мечта. Несмотря на значительный прогресс в том, как органы сохраняют свою целостность, прямая пересадка свиньи человеку еще далеко.
«Иммунологические и патофизиологические проблемы, связанные с ксенотрансплантацией свиней ... значительны и, вероятно, отражают тот факт, что прошло 80 миллионов лет с тех пор, как свинья и человек расходились в эволюционном масштабе», - писал Дэвид К. К. Купер, хирург из Thomas E Институт трансплантации Starzl в Медицинском центре Университета Питтсбурга, в 2012 году в статье о ксенотрансплантации. «Поэтому, по словам [немецкого ученого] Клауса Хаммера, мы пытаемся« перехитрить эволюцию »».
В дополнение к органам, отторгающим органы, существует страх перед межвидовой инфекцией, такой как свиной грипп, потому что у людей нет иммунитета к вирусам, которые возникают у животных. Эти инфекции были бы особенно опасны, потому что пациенты должны были бы быть на иммунодепрессантах, чтобы предотвратить отторжение органа. Есть также хитрая моральная основа для пересечения. Пересадка сердца Бэйли все еще спорна, и есть беспокойство и об осознанном согласии со стороны пациента, и о благополучии животных. Группы по защите прав животных, как и следовало ожидать, выступают против разведения животных с целью извлечения их органов.
Любой, кто делает ксенотрансплантацию в США, должен получить разрешение от Управления по контролю за продуктами и лекарствами. Рекомендации FDA о рисках передачи болезней от человека человеку, информированного согласия и благополучия животных постоянно обновляются, и они должны быть пересмотрены в марте 2016 года.
Согласно MIT Technology Review : «В последний раз, когда врач пересадил сердце свиньи человеку, в Индии в 1996 году его арестовали за убийство».
