Врачи удалили пересаженную человеку свиную почку — трагедия или прорыв науки?
Пересадка органов спасает тысячи жизней, но доноров по-прежнему не хватает. Учёные ищут выход — от пересадки органов животных до биопечати тканей. Разобрались, на каком этапе сейчас трансплантология и что может ждать нас в будущем.
Что случилось
В США врачам пришлось удалить свиную почку, пересаженную человеку. Орган продержался в теле пациентки Тованы Луни 130 дней. Пока это самый долгий срок жизни трансплантированного свиного органа у человека.
Сейчас женщина вернулась на гемодиализ и чувствует себя лучше. В будущем Товане планируют пересадить почку от донора-человека.
Что такое ксенотрансплантация и как она спасёт тысячи жизней
Что пошло не так?
Основная версия — иммунная реакция. Из-за мочеполовой инфекции женщине пришлось снизить дозу препаратов, подавляющих иммунитет (их обязательно назначают после трансплантации). Это помогло справиться с инфекцией, но дало иммунной системе возможность атаковать пересаженный орган.
Повышать дозу обратно было уже поздно — ткань почки получила необратимые повреждения. Поэтому врачи приняли решение удалить орган.
А зачем пересаживать людям органы животных? Разве не хватает доноров-людей?
Да, человеческих органов катастрофически не хватает. По всему миру тысячи людей стоят в очередях на пересадку, и многие не доживают до подходящего донора. В США, например, ежедневно умирают около 17 человек, так и не дождавшись трансплантации. В России ситуация тоже сложная: число пациентов, нуждающихся в органах, значительно превышает количество доноров.
А почему именно свиньи?
Основных причины две:
- Их органы по размеру и строению похожи на человеческие.
- Свиней легко разводить, они быстро растут.
Учёные научились менять геном свиньи так, чтобы органы животного не конфликтовали с иммунной системой человека.
Но ведь это всё равно произошло с пациенткой. Это провал?
Речь не идёт о том, чтобы орган животного идеально совмещался с иммунной системой человека — пока это недостижимо. После пересадки пациенту нужно пожизненно принимать иммунодепрессанты (как и после трансплантации человеческого органа).
Безусловно, для Тованы Луни такой исход — крайне печальная новость. Однако для науки это серьёзное достижение. До этого случая свиные почки трансплантировали двум пациентам — Ричарду Слэймену и Лайзе Пизано. Операции прошли успешно, однако пациенты скончались в течение двух месяцев.
Мужчина прожил 105 дней с механическим сердцем: что это значит для человечества
И что дальше? От трансплантации органов животных откажутся?
Напротив, она будет развиваться. Учёные дальше работают над генетической модификацией свиней, чтобы их органы не отторгались.
Интересное направление — создание химерных животных. В 2023 году китайские учёные успешно вырастили зачатки человеческих почек внутри эмбрионов свиней. Через 28 дней у плода были почки с нормальной структурой и канальцами, содержащие до 50–60% человеческих клеток. Пока эту технологию не используют, поскольку во время развития значительная часть человеческих клеток подсаженного органа замещается на свиные. Возможно, учёным удастся усовершенствовать эту технологию. В таком случае в свиньях будут выращивать полноценные человеческие органы.
А что насчёт человеческих органов? Какие здесь ещё проблемы кроме нехватки доноров?
Проблем немало. Одна из самых острых — качество органов. Среди доноров немало пожилых людей, а также людей с хроническими заболеваниями (сахарным диабетом, жировым гепатозом и другими). Органы от них не всегда в удовлетворительном состоянии.
Также орган может пострадать при заборе и хранении. Когда его извлекают, он испытывает ишемию (нехватку кислорода и питательных веществ). После пересадки наступает реперфузия — восстановление полноценного кровотока. Это сопровождается серьёзным воспалительным процессом, частичным разрушением тканей и временной потерей функции. При этом возрастает и риск отторжения.
И какова вероятность отторжения?
Если говорить о краткосрочном периоде, то вероятность небольшая. По имеющимся данным, более 90% пациентов хорошо переносят первый год жизни после трансплантации.
Однако долгосрочные результаты уже давно не улучшаются. Серьёзная проблема современной трансплантологии — хроническое отторжение органа (спустя годы после операции). Например, около 40% донорских почек отторгаются в течение 10 лет после пересадки.
Механизмы хронического отторжения органа до сих пор непонятны. Учёные исследуют эти явления. Одна из версий — сложные взаимодействия между врождённым и приобретённым иммунитетом.
А реально ли в будущем обходиться без доноров и выращивать органы «на заказ»?
Да, наука движется в этом направлении. Среди перспективных разработок:
- Биопечать органов. Специальные биопринтеры уже умеют печатать хрящи, кожные покровы, элементы сосудов. Однако создание полноценных внутренних органов (печени, почки, сердца) с их сложной архитектурой пока проблематично.
- Стволовые клетки. Это клетки, которые могут превратиться в любые другие. Сегодня из них уже выращивают миниатюрные органы (органоиды). Пока они непригодны для трансплантации, но это лишь первые шаги.
Главное
Впервые свиная почка проработала в теле человека более четырёх месяцев. Хотя орган в итоге пришлось удалить, учёные считают это большим достижением. Оно приближает медицину к будущему, где нехватка донорских органов больше не будет смертным приговором. Немало проблем и с человеческими органами. Многие из них в плохом состоянии, поскольку получают их от пожилых или больных доноров. В ответ на это учёные развивают сразу несколько направлений. Это генетическая модификация животных, биопечать и выращивание органов из стволовых клеток.
Важные исследования
- Проектирование и тестирование гуманизированного донора-свиньи для ксенотрансплантации — о том, как генетически модифицированная свинья с 69 изменениями генома была использована для пересадки почек макакам.
- Формирование гуманизированного мезонефроса у свиней из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток человека — о том, как в эмбрионах свиней с нарушенным развитием почек удалось вырастить зачаток человеческой почки из модифицированных стволовых клеток, что открывает путь к созданию человеческих органов в животных для трансплантации.
- Реперфузионное повреждение при трансплантации печени: от лаборатории к клинике — о том, как ишемия и последующее восстановление кровотока приводят к иммуно-опосредованному воспалению и повреждению печени после трансплантации и какие подходы разрабатываются для минимизации этих осложнений у пациентов.
- Трансплантологии органов: большие вызовы — о ключевых этапах развития трансплантации — от первых операций в XX веке до современных достижений.
- Прогресс в 3D-биопечати для применения в регенеративной медицине — о новых технологиях создания биосовместимых структур из клеток и биоматериалов с помощью биочернил.