Что такое ксенотрансплантация и как она спасёт тысячи жизней

Нехватка донорских органов — проблема, распространённая во всём мире. В этом году Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарств США (FDA) одобрило первые клинические исследования по трансплантации почек от генетически модифицированных свиней человеку. Разобрались, как это стало возможным и смогут ли животные спасти людей.

Иммунитет — главная помеха для трансплантации

Пересадка органов и тканей от животного человеку (или ксенотрансплантация) — идея не новая. Первые задокументированные попытки предприняли ещё в 1905 году во Франции. Ребёнку с почечной недостаточностью пересадили ткани почек кролика. В первые часы после операции результаты были хорошие — увеличился объём выделяемой мочи, что указывало на улучшение почечной функции. Однако не прошло и суток, как ребёнок скончался. Затем было ещё несколько попыток пересадить органы от разных животных, но все оказались безуспешны — пациенты умирали.

Как выяснилось позже, одной из причин неудач стала иммунологическая несовместимость. Иммунная система человека настроена на то, чтобы распознавать и уничтожать чужеродные клетки.

Когда пересаженный от животного (и даже от человека) орган попадает в организм, иммунитет мгновенно реагирует на него как на угрозу. В результате чужеродные ткани отторгаются.

На время от идеи трансплантации органов отказались. К ней вернулись во второй половине ХХ века, когда появились иммунодепрессанты. Это препараты, которые подавляют работу иммунной системы, чтобы не было отторжения. Пациенты с пересаженными органами (например, сердцем, почкой) принимают эти лекарства всю жизнь.

Почему свиньи

Сегодня во многих странах (в том числе и в России) практикуют трансплантацию органов от человека человеку. Чаще всего пересаживают почки, печень и сердце. Поиск подходящего донора — трудная задача, которая может растянуться на годы. В России и других странах листы ожидания (количество людей, находящихся в очереди за донорским органом) значительно превышают количество проведённых трансплантаций.

Многие люди умирают, так и не дождавшись донорского органа. Например, в США в листе ожидания более 100 000 человек, ежедневно умирают 17 из них. В России лист ожидания донорских органов — около 10 000 человек.

Возможность пересадки органов от животных позволила бы за короткое время спасти десятки тысяч людей во всём мире.

Изначально в качестве животного-донора рассматривали приматов. В этом случае реакция отторжения наступает спустя несколько дней и её можно контролировать препаратами. Однако от таких доноров отказались, потому что:

Приматы занесены в списки исчезающих видов.
Эти животные плохо размножаются в неволе, и у них долгий срок беременности (это создаёт сложности в их разведении и получении достаточного количества органов).
Неподходящие размеры некоторых органов (например, сердце приматов не в состоянии обеспечить нормальную циркуляцию крови у человека).

Ещё одна причина, по которой приматы плохие доноры, — это вирусы. Поскольку шимпанзе эволюционно близки человеку, высока вероятность того, что их вирусы быстро преодолеют межвидовой барьер. Приматы — резервуары многих опасных вирусов, например вируса иммунодефицита обезьян (от которого произошёл ВИЧ), герпесвирусов и других.

В Китае обнаружили новый коронавирус: будет ли пандемия

Для ксенотрансплантации лучше подходят свиньи, потому что:

их органы по размеру и структуре больше соответствуют человеческим;
они быстро размножаются и дают большой приплод;
меньше этических ограничений (по сравнению с приматами);
значительно меньший риск передачи опасных инфекций (но он сохраняется).

Естественно, есть и проблемы. Например, нормальная температура тела свиньи — 38–39 градусов. В человеческом теле свиным органам будет «холодно», из-за чего они могут плохо работать. Вторая причина — иммунологический барьер, который намного выше, чем между человеком и обезьяной. Отторжение свиного органа происходит в течение нескольких минут или часов после пересадки (сверхострое отторжение). Однако сегодня эти проблемы решает генная инженерия.

Гуманизация свиней

С помощью современных технологий свинью можно «очеловечить» — изменить гены, чтобы свиной орган хорошо прижился у человека. Генетически модифицированные свиньи (под трансплантацию) уже есть. Гены животного меняют на этапе эмбриона:

удаляют гены, ответственные за продукцию углеводных антигенов, которые провоцируют немедленное отторжение;
внедряют в геном (совокупность генов организма) свиньи несколько человеческих генов, чтобы минимизировать нежелательные иммунные реакции;
деактивируют некоторые вирусы в геноме свиней.

Генетически модифицированный эмбрион подсаживают свиноматке, и через четыре месяца на свет появляются гуманизированные поросята.

Первые успехи

Весной 2024 года в США провели операцию по пересадке свиных почек 62-летнему Ричарду Слэймэну и 54-летней Лайзе Пизано. Органы успешно прижились и заработали, однако пациенты умерли спустя два месяца. По предварительным данным, причина смерти не связана с пересадкой.

Тована Луни — 53-летняя женщина из Алабамы — стала третьим пациентом, которому пересадили свиную почку в ноябре 2024 года. Пациентка жива и хорошо себя чувствует.

Разрешение на старт клинических испытаний такого лечения — это возможность быстрее усовершенствовать технологию и минимизировать риски отторжения.

Если учёным удастся это сделать, то очень скоро трансплантация свиных органов станет распространённой практикой.

Главное

Пересадка органов от свиней — большое достижение трансплантологии, которое может спасти жизни десятков тысяч людей, ожидающих донорских органов. Свиньи оказались самыми подходящими донорами благодаря размеру органов, быстрому размножению и меньшему риску передачи опасных инфекций. С помощью генной инженерии учёные уже создали гуманизированных свиней, чьи органы могут приживаться у человека. Первые операции показали, что технология работает, но её ещё предстоит усовершенствовать. В будущем это может решить проблему дефицита донорских органов.

Важные исследования

Научные основы первого клинического испытания трансплантации органов свиньи человеку — о начале первого клинического испытания по пересадке генетически модифицированных свиных почек пациентам с хронической болезнью почек, одобренного FDA, с целью оценки безопасности и эффективности этой процедуры.
Ксенотрансплантация: история — о развитии ксенотрансплантации и ключевых вопросах, касающихся выбора видов, органов и методов иммуномодуляции для успешных трансплантаций.
Трансплантация и иммуносупрессия: обзор новых иммунодепрессантов — о современных и перспективных препаратах, используемых для предотвращения отторжения трансплантированных органов.
Создание и тестирование гуманизированного поросёнка для ксенотрансплантации — о разработке генетически модифицированных свиных доноров с повышенной совместимостью с иммунной системой человека и успешном тестировании пересадки их почек приматам.

Болезни