10 ноября 2019

Трансгенные свиньи станут донорами органов для человека

Учёные МФТИ совместно с коллегами из Китая выводят генетически модифицированных животных для трансплантации их органов людям.

Бэби Фэй

Стефани Фэй родилась 14 октября 1984 года в Калифорнии с гипоплазией левых отделов сердца – от сразу нескольких пороков сердца она могла погибнуть в первые дни или недели своей жизни. Шансы спасти новорождённую были равны нулю.

Этот случай не мог оставить равнодушным Леонарда Бэйли – хирурга-трансплантолога. Он решил пересадить малышке здоровое сердце, но на его пути встали две значительные проблемы: такие операции на грудничках не проводились и подходящее донорское сердце попросту отсутствовало.

В распоряжении Бэйли оказалось сердце бабуина. Тогда учёные рассматривали этих приматов для пересадки органов людям, поэтому хирург предложил пересадить Стефани его сердце. 26 октября 1984 года хирург успешно провёл первую ксенотранспланталогическую детскую операцию. Спустя две недели начались отторжение чужого сердца и отказ органов. 15 ноября в возрасте одного месяца и одного дня «Бэби Фэй», как её называли в СМИ, умерла от почечной недостаточности.

Раскритикованный научным сообществом Бэйли не оставлял свои исследования и через год провёл первую трансплантацию сердца от младенца к младенцу. На этот раз пациент прожил 20 лет.

Несмотря на это, учёные до сих пор не могут гарантировать стопроцентный успех ксенотрансплантации. Позволяя пересаживать органы одного биологического вида другому, такие операции могли бы решить вопрос дефицита донорских органов и спасти миллионы жизней. Каждый день в США 18 человек из 97, не дождавшись донорских органов, умирают. За 20 лет количество нуждающихся в органах увеличилось в пять раз, а число доноров для них – всего в два.

Фото: pixabay.com

 

Овечья кровь и кожа голубей

Ксенотрансплантация – далеко не новое явление в медицине. Первые опыты по пересадке органов и сосудов животного для замещения поражённых частей тела и внутренностей человека относятся ещё к 17 столетию. Французский врач Жан-Батист Дени впервые совершил ксенотрансфузию – перелил кровь животного человеку. Его «пациентами» стали овечка и 15-летний мальчик. После переливания крови мальчик выжил. После этого Дени практиковал эту процедуру и на других пациентах. После нескольких летальных исходов, врача начали обвинять в причинении смерти, и процедуры пришлось прекратить.

Спустя два столетия хирурги решили поэкспериментировать с ксенотрансплантацией кожи. Донорами выступали разные животные: от собак до голубей. Для успешной состыковки кровотоков пересаживаемых органов врачи иногда «пришивали» ещё живых доноров на кожу реципиентов. На пару дней. Стопроцентное выздоровление и долголетие не наблюдались из-за несовместимости органов.

В 1911 году хирург Алексис Каррель блестяще провёл несколько операций по пересадке почек у животных. За этот прорыв он был удостоен Нобелевской премии, но продолжать исследования предшественников и применять процедуру на людях не торопился.

Спустя 22 года трансплантация органов от человека человеку возобновилась. К советскому хирургу Юрию Вороному 3 апреля поступила 26-летняя женщина с симптомами отравления ртутью. Одновременно с ней в больницу доставили 60-летнего мужчину с переломом черепа; чуть позже он скончался.

Вороной решил использовать почку умершего мужчины для спасения пациентки. Операция прошла успешно, но через два дня женщина умерла от отторжения организмом чужой почки. И пусть попытка закончилась неудачей, именно этот случай стал первым в области пересадки донорской почки и вновь обратил внимание врачей на ксенотрансплантацию.

 

Новый этап в межвидовом донорстве

Важнейшим препятствием для ксенотрансплантации являлась несовместимость органов человека и животных на уровне иммунитета. Для этого разрабатывались специальные иммунодепрессанты, которые подавляли иммунные реакции организма, чтобы пересаженные органы без проблем принимались организмом.

Кит Реемтсма, хирург из Луизианы, в начале 60-ых годов решил попробовать пересадить почки приматов больным людям. Сначала его попытки заканчивались летальным исходом из-за отторжения органов или инфекционных осложнений. Лишь один пациент из десяти продолжил жить и даже смог проработать в школе девять месяцев после операции. Его жизнь оборвалась внезапно – из-за электролитного дисбаланса (нарушились все нервные импульсы). При вскрытии выяснилось: почка шимпанзе не была отвергнута организмом и продолжала работать.

Джеймс Харди, учёный и пионер в области лёгочной трансплантации, был поражён результатами операций Реемтсма. Впечатлённый Харди решил, что пересадит сердце шимпанзе человеку на случай, если донорское сердце умершего окажется неподходящим. Перед одной из своих операций в 1964 году хирург проверил сердце донора и понял, что оно непригодно. Реципиентом был больной с атеросклерозом после ампутации конечностей – медлить было нельзя. Под рукой оказалось сердце шимпанзе. После пересадки органа Джеймс понял, что сердце чересчур мало для поддержания жизни пациента. Больной умер спустя полтора часа.

Опыты продолжались, учёные пытались двигаться вперед. Наиболее близкий человеческому инсулину является свиной, который, как и у человека, вырабатывается в поджелудочной железе. Его недостаток приводит к развитию сахарного диабета. Чтобы попытаться излечить больных, в 1993 году швед Карл Грот первым пересадил им свиные островковые клетки поджелудочной железы. Результаты операций оставались неудовлетворительными даже при сохранении некоторых свиных островков.

Фото: pixabay.com

 

Свинки Шварценеггера

Учёные считают именно свиней идеальными донорами человека. Их преимущество налицо: свиньи широко распространены, тогда как некоторые приматы сегодня – вымирающие виды; органы свиней схожи с нашими по размерам и физиологии (например, наше сердце весит 300 г, свиньи – 320, наши почки – 280 г, а свиньи – 260 и далее в том же духе); температура тела у людей и свиней идентична; специалисты утверждают, что даже болезни грудничков у людей и свиней совпадают.

Положительные стороны ксенотрансплантации между нашими видами состоят в исключении рисков, связанных с инфекциями при пересадке органов от умерших доноров.

Так, несколько лет назад, Арнольду Шварценеггеру заменили клапан сердца из-за многочисленных препаратов, которые он принимал, будучи бодибилдером. Донором стала свинья, и операция прошла успешно. После этого актёр перестал есть свинину и завёл себе пару-тройку домашних свинок.

 

Современная технология

Сотрудники Московского физико-технического института (МФТИ) сделали прорыв в изучении свиней. Они предложили совершенно новый подход к пересаживанию органов животных людям, который решит проблему отторжения «чужеродного предмета». Учёные будут использовать методику CRISPR-Cas9 – технологию, способную модифицировать гены, которые организм может отторгнуть во время трансплантации. Отредактированные гены свиньи человеческий иммунитет будет считать родными, поэтому позволит органу успешно прижиться в новом теле.

Руководитель лаборатории геномной инженерии МФТИ Павел Волчков рассказал, что сотрудники уже отработали технологию создания трансгенных или генетически-модифицированных животных. Сегодня получено более 10 линий «очеловеченных» свиней, геном которых был отредактирован. Предполагается, что животных можно будет использовать не только для пересадки органов, но и для поиска лекарств. Их будут применять для тестирования новых препаратов, в том числе для лечения ВИЧ и рака. Например, свинья с человеческой печенью поможет специалистам найти лекарство от цирроза.

Если опыты пройдут успешно, следующим шагом станет непосредственное выращивание человеческих органов внутри тел животных – бластоцистная комплементация (бластоцита – дальнейший этап формирования эмбриона после зиготы). Применять её можно будет с использованием клеток конкретного пациента с минимальными рисками для человека. В будущем такие же опыты планируют провести и с яванскими макаками. Научное сообщество совместно с социологами, экономистами и законодателями также планирует этические нормы и принципы использования этого метода.

Для достижения желаемых результатов учёные из МФТИ подписали соглашение с коллегами из Китая. Согласно документу, в ближайшие годы в России появятся генетически модифицированные животные, в телах которых будут выращиваться донорские органы для людей.С китайской стороны главным заинтересованным лицом стала компания Clonorgan. Также интерес проявили представители бизнес-инкубатора города Ченду, Института ветеринарии и животноводства Китайской академии наук и правительства города Чунцин.

 

Автор: Владлена Мартус

По материалам: https://iz.ru/932004/mariia-nediuk/sviniache-serdtce-v-rossii-vyvedut-zhivotnykh-dlia-vyrashchivaniia-organov

 

Далее

В России разработали программу для безопасной эвакуации при паводках

Все
новости