Трансплантацията на органи от прасета може да създаде проблеми; смейте се на човешките болести
Едуар Хесен - 23 ноември 2020 г. в 9:58 ч
Ако клиничните проучвания докажат ефикасността на бъбречния ксенотрансплантат, десетки хиляди човешки животи ще бъдат спасени по света всяка година.
Време за четене: 9 мин
Честотата на крайния стадий на бъбречно заболяване непрекъснато се увеличава в целия свят. В развитите страни като САЩ високата продължителност на живота, хипертонията, диабетът, затлъстяването и сърдечно-съдовите заболявания допринасят за увеличаване на хроничните бъбречни заболявания. От 70-те години на миналия век хемодиализата помага да се запазят живи милиони хора с бъбречни заболявания.
Колкото и да е животоспасяваща, хемодиализата въпреки това не поддържа пациентите живи в продължение на много години, като „малко над половината от пациентите (51%) все още са живи след пет години лечение и 32% на десет години“. Около 16% от хората на диализа умират всяка година. Хемодиализата не само не позволява дългосрочно оцеляване, но има много отрицателно въздействие върху качеството на живот до такава степен, че в САЩ през 2004 г. 24% от пациентите са избрали да спрат лечението.
Трансплантацията на бъбрек от жив или починал човек драстично подобрява шансовете за оцеляване, както и качеството на живот на хората с бъбречна недостатъчност. Докато средната оставаща продължителност на живота на човек на възраст от 20 до 24 години е 18,8 години с диализа, тя спада до 43,4 след трансплантация, само с 11 години по-кратка от общата популация. Тази спасителна процедура въпреки това е трагично ограничена от хроничния недостиг на бъбреци по света.
В Съединените щати 40% от хората в списъка на чакащите имат голяма вероятност да умрат в рамките на пет години. Анализ от 2006 г. установи, че повечето хора, които са починали, докато са били в списъка с бъбреците, биха били отлични кандидати за трансплантация. Само в Съединените щати всеки ден умират 30 души, тъй като не могат да получат орган или са извадени от списъка на чакащите, защото се разболяват твърде много за процедурата по трансплантация. Различните публични политики, насочени към увеличаване на броя на даренията на органи, не са направили много за намаляване на този недостиг с драматични последици. В този контекст много изследователски екипи по света фокусират своите надежди върху ксенографтирането.
Това се състои в използването на животни, най-често свине, като източници на органи за хората. Постигането на безопасен и ефективен ксенотрансплантат би позволило на човечеството да има достъп до почти неограничен източник на органи, като по този начин ще прекрати недостига и по този начин да спаси живота на десетки хиляди хора всяка година. Именно в тази област китайските, американските и испанските учени съвсем наскоро публикуваха проучване, което се състоеше в успешно генетично модифициране на прасета, за да направят техните органи и тъкани съвместими с човешкото тяло.
Три бариери, предотвратяващи ксенотрансплантацията между прасета и хора
В това проучване, публикувано на 21 септември в списание Nature Biomedical Engineering, изследователският екип се опита да преодолее трите основни бариери, предотвратяващи трансплантацията на органи от прасета на хора.
Очевидно първата от тези бариери е тази на имунното отхвърляне. По време на трансплантацията на човешки орган имунната система на реципиента ще разглежда трансплантирания орган като чужд компонент и следователно ще го атакува, като започне имунно отхвърляне. Най-опасният тип отхвърляне е хиперакутното отхвърляне, което след няколко минути до няколко часа води до упадък на органа до неговата некроза.
В сравнение с трансплантацията на човешки орган, ксенотрансплантацията включва още по-голяма имунна бариера поради наличието на по-голям брой чужди компоненти на повърхността на клетките, както и важни молекулярни разлики, особено по отношение на антитела, NK клетки и макрофаги.
Втората бариера е проблем със системното възпаление, което често се наблюдава при трансплантации между прасета и нечовекоподобни примати, което от своя страна води до нарушения на кървенето, както и до повишаване на имунния отговор. Проблемите с коагулацията са отговорни за повечето неуспехи в трансплантацията в случаите на ксенографт.
И накрая, третата бариера се отнася до опасността от предаване на патогенни организми между видовете. Сред тези организми ендогенните свински ретровируси са особено важни, тъй като е трудно да бъдат елиминирани поради факта, че тяхната ДНК е част от самия геном на прасето. Подобно на други ретровируси като котешкия левкемичен вирус, тези ретровируси могат да причинят сериозни заболявания като имунодефицити и тумори.
За да преодолее тези бариери, изследователският екип първо генетично модифицирани клетки на ухото на свине, за да деактивира три гена и добави девет човешки трансгени, тази двойна модификация позволява много по-добра съвместимост с имунната система и кръвосъсирването на човешкото тяло. След това тези клетки, генетично модифицирани с помощта на CRISPR-Cas9, се трансформират в ембриони, използвайки техниката на трансфер на ядро на соматични клетки (клониране). Тези ембриони родиха прасета, носещи двойната генетична модификация.
След това клетките от тези нови прасета са генетично модифицирани от CRISPR-Cas9, този път за инактивиране на гените на ендогенни свински ретровируси. След като клетките са модифицирани, прасетата, носещи и трите вида модификации в своя геном, се раждат след нова употреба на техниката на клониране.