Источник:
iStock
Первый пациент, получивший трансплантат сердца свиньи, прожил два месяца. Дэвид БеннеттЖитель США болел недугом, излечить который было невозможно. Не имея возможности получить сердце человека, мужчина решил согласиться на ксенотрансплантацию — пересадку органа от другого вида живых существ, конкретно от свиньи.
Второй пациент со свиным сердцемСпустя шесть недель после операции скончался. Недавно от жизни отошел и первый в мире. человек с почкой свиньиЕго жизнь продлилась чуть менее двух месяцев.
Какие препятствия встают перед возможностью использования свиных органов для замены органов человека? Не более ли целесообразно использовать других животных в качестве доноров? С главным трансплантологом Санкт-Петербурга мы обсудили эти вопросы.
Герман Николаев
Заведующий научно-исследовательской лабораторией торакальной хирургии, торакальный хирург высшей категории, главный внештатный специалист-трансплантолог Комитета по здравоохранению Санкт-Петербурга, кандидат медицинских наук.
В настоящее время потребности человечества в донорских органах удовлетворяются лишь на 10%. Из всех пациентов, нуждающихся в трансплантации, органы получают только десятая часть. В США пересадку ожидают более 100 тысяч человек, в России — около 10 тысяч, говорит хирург Герман Викторович Николаев.
В последние десятилетия к теме ксенотрансплантации уделяется большое внимание серьёзными медицинскими компаниями всех уровней. В Древнем Египте и в Древней Греции предпринимались попытки спасти жизнь человека, пересадив ему органы животных, но без успеха.
Французский хирург из Лиона Матье Жабулей первым добился успеха в этой области. В 1906 году ему удалось пересадить почки свиньи 48-летней женщине. Наступила мочеиспускание, однако через некоторое время женщина скончалась в результате разрыва соединительных сосудов. Прим. ред.). Это был первый факт ксенотрансплантации.
Идеальные кандидаты
Появилась мысль о том, какое животное может стать донором для людей. Человеческий геном включает более 25 тысяч генов, управляющих синтезом белка. Анализ показал, что по совпадению генов нам ближе всего шимпанзе и горилла.
Сегодня существует всего 300 тысяч шимпанзе и 100 тысяч горилл. Потребность в органах для трансплантации во всем мире многократно превышает это число. Кроме того, перед проведением операции потребуется выполнить сотни экспериментов, на что недостаточно обезьян.
Свиньи генетически ближе к человеку, чем другие животные, кроме обезьян. Их численность превышает 800 миллионов особей, а размер органов почти идентичен человеческому, разве что различается весом на 20-50 граммов. Анатомическое сходство с человеком также делает свиней подходящим выбором.
Иммунитет против
Первая проблема ксенотрансплантации — это ксеноантитела, направленные против антигенов другого вида. Миллионы лет назад пути эволюции свиньи и человека разошлись. С этого момента в крови приматов, а потом и у людей появились антитела. При трансплантации чуждого органа иммунная система человека сразу же атакует антигены донора, вызывая резкое отторжение.
Чтобы предотвратить отторжение трансплантата, нужно удалить из генома свиньи антигены. Это задача для генной инженерии. В результате исследований за последние годы появился термин «нокаут генов». Нужно выполнить нокаут трех основных ксеногенов: GGTA-1, CMAH и β4GALNT2. Эти три гена провоцируют выработку у людей антител. Поэтому при пересадке органа от свиньи человеку он сразу же отторгается.
Чтобы избавиться от антигенов в геноме, генному инженеру требуется удалить последовательно отдельные гены. Для этого выращивается свинья, затем удаляется еще один ген. Такая процедура повторяется на протяжении нескольких поколений, в результате чего получается животное без этих генов.
Удаление генов свиньи и вставка в геном человеческих генов — это процесс, который сейчас реализуется. Однако этот процесс не лишен сложностей. Рядом с удалёнными генами начинают действовать по-другому соседние гены, нарушая цепочки взаимодействия. В результате приходится менять дополнительные гены, а их, как известно, 25 тысяч. Удаление одного гена меняет реакцию комбинации других генов.
Для получения свиньи-донора нужно прилагать много усилий: работать, отбирать и постоянно выращивать новых животных.
Тромбоз и свиные вирусы
Этот вопрос не исчерпывается этим. Прим. ред.Связь установлена с человеческим фактором тромбообразования (элемент системы свёртывания крови). Прим. ред.) приводит к тромбозу. Деактивация тромбомодулина необходима, но представляет собой сложную задачу.
Третья проблема ещё любопытнее. В геноме свиней сотни тысяч лет назад оказались встроены вирусы, от которых свиньи уже давно излечились. Сейчас животные живут с ними спокойно — вирусы не проявляют себя, находятся в спящем состоянии. Как только генетический материал свиньи входит в другой организм, вирусы активизируются и разрушают орган. Это инфекции, переходящие от животных к человеку.
Первый человек, которому пересадили сердце свиньи, умер от инфекции. Ретровирусы в генетическом материале сердца активировались и разрушили орган. Генная инженерия должна решить проблему вирусных агентов в донорских органах.
Существуют и другие задачи. При пересадке органа с человека он не изменяет свой размер: его рост предустановлен. Однако, свиньи развиваются быстрее. Во время пересадки в новый организм орган подвергается влиянию, вследствие чего начинает расти. Необходимо каким-то образом замедлить этот рост или пересаживать людям сердце миниатюрной свиньи. .
Видно, сколько проблем необходимо решить для успешной ксенотрансплантации. Полагаю, мы на начальном этапе. Ученые научились выключать гены свиньи. То, что пациенты с пересаженным сердцем прожили больше месяца, свидетельствует о том, что удалось избежать сверхострого отторжения.
Пока ученые не могут полностью блокировать все вызывающие отторжение факторы. Задача генных инженеров – сделать орган животного незаметным для человеческого организма, на него надеть «шапку-невидимку», чтобы иммунная система человека не атаковала чуждое тело.
А если иммунитет переучить?
Последние два года отмечены публикациями о применении принципа химеры в ксенотрансплантации. В биологии под химерой понимают организм, состоящий из клеток с разным генетическим материалом. В отличие от обычных организмов, у которых все клетки имеют одинаковый набор генов.
Вилочковая железа, как у человека, так и у животных, формирует и обучает иммунитет распознаванию чужих антигенов. Возникла идея переучить иммунитет человека с помощью химеризма для создания иммунной толерантности — способности иммунной системы распознавать чужие антигены без реакции защиты. Для этого предлагают провести одновременную пересадку органа и тимуса свиньи человеку.
Это лишь начальные публикации, но возможно, именно здесь состоится научное открытие, которое позволит полностью переосмыслить привычные подходы к иммуносупрессии после трансплантации органов.
