Пересадить человеку органы животных пытались еще в древности. Спустя тысячи лет люди придумали, как зачать ребенка в пробирке, как клонировать животных и проводить операции с помощью роботов. Но успешно пересадить орган животного человеку пока так и не удалось. В чем же причина?
iStock
Два месяца прожил первый в мире пациент, которому пересадили сердце свиньи.
57-летний Дэвид Беннетт из США страдал от неизлечимого заболевания. Сердце человека получить он не мог, поэтому согласился на ксенотрансплантацию — пересадку органов от другого биологического вида, в данном случае, от свиньи.Второй пациент со свиным сердцем умер спустя 6 недель после операции. А на днях скончался и первый в мире человек с почкой свиньи — он прожил чуть меньше двух месяцев.
Что мешает человеческому организму жить с органами свиньи? И почему бы ученым врачам не выбрать в качестве доноров других животных? Узнали у главного трансплантолога Петербурга.
Герман Николаев
Руководитель НИЛ торакальной хирургии, врач-торакальный хирург высшей категории, Главный внештатный специалист-трансплантолог Комитета по здравоохранению Санкт-Петербурга, к.м.н.
«В наши дни потребности человечества в донорских органах обеспечены только на 10%. Если мы возьмем всех пациентов, которые нуждаются в трансплантации, органы получает лишь десятая часть. В США пересадку ожидают более 100 тысяч человек, в России — около 10 тысяч, — рассказывает хирург Герман Викторович Николаев.
Поэтому в последние десятилетия к теме ксенотрансплантации приковано очень большое внимание со стороны серьезных медицинских компаний на всех уровнях. Еще в Древнем Египте и в Древней Греции пытались сохранить жизнь человека, пересадив ему органы животных, но безуспешно.
Первый врач, которому удалось продвинуться в этом деле, был французский хирург из Лиона Матье Жабулей. В 1906 году он пересадил 48-летней женщине свиную почку. Пошла моча, но спустя несколько часов женщина умерла из-за разрыва сосудистого анастомоза (соединения — Прим. ред.). Это был первый факт ксенотрансплантации.
Идеальные кандидаты
Люди стали думать, какое животное может стать донором для людей. Геном человека содержит более 25 тысяч генов, которые регулируют синтез белка. Когда ученые начали анализировать, выяснилось, что по совпадению генов к нам наиболее близки обезьяны — шимпанзе и гориллы.
Но сегодня в мире насчитывается всего 300 тысяч шимпанзе и 100 тысяч горилл. А потребности в донорских органах по всему миру в несколько раз больше. К тому же, прежде чем начать пересадку, потребуется провести сотни экспериментов. Обезьян для этого просто не хватит.
Свиньи менее близки к человеку по геному, чем обезьяны, но все-таки наиболее близки, если сравнивать с другими животными. К тому же, свиней больше 800 миллионов, а размер их органов почти не отличается от человеческих. Разница в весе — 20-50 граммов. По анатомии органы свиньи также схожи с человеческими. Поэтому выбор пал на них.
Читайте также
Иммунитет против
Но первая же проблема, которая возникает при ксенотрансплантации, это ксеноантигены — антигены другого вида. Несколько миллионов лет назад линии эволюции свиньи и будущего человека принципиально разошлись. С этого момента в крови у приматов, а потом и у людей появились антитела. При пересадке чужеродного органа наши антитела мгновенно связываются с антигенами животного, и происходит сверхострое отторжение.
Чтобы предотвратить такую реакцию, нужно убрать антигены из генома свиньи. И это задача для генной инженерии. В результате работ, проделанных за последние годы, появился термин «нокаут генов». Нужно сделать нокаут трех основных ксеногенов, которые есть у свиньи: GGTA-1, CMAH и β4GALNT2. Это три гена, к которым у людей в крови уже есть антитела. Поэтому, когда орган животного пересаживают человеку, он сразу отторгается.
Но что значит «убрать антигены из генома»? Для этого генному инженеру сначала нужно убрать один ген. Вырастить свинью, а затем убрать еще один ген. И так в конечном итоге через несколько поколений вывести животное, у которого не будет этих генов.
При этом убрав гены свиньи, генные инженеры могут вставить в геном человеческие гены, что сейчас и делается. Однако не все так просто. Соседние гены, от которых оторвали эти, начинают вести себя иначе. Нарушается еще одна цепочка, и гены приходится снова менять, а их, напоминаю, 25 тысяч. Убирают один ген, и комбинация других генов дает новую реакцию.
Поэтому нужно много работать, подбирать, каждый раз выращивать новую свинью. Теперь вы понимаете, сколько требуется труда, чтобы вырастить свинью-донора.
Читайте также
Тромбоз и свиные вирусы
На этом проблемы не заканчиваются. Свиной тромбомодулин (белок в стенках сосудов, регулирующий свертываемость крови — Прим.ред.) связывается с человеческим тромбином (компонент системы свертывания крови — Прим. ред.) и вызывает тромбоз. Поэтому нужно дезактивировать тромбомодулин, и это тоже непростая задача.
Но третья проблема еще интереснее. Сотни тысяч поколений назад в геном свиньи встроились вирусы, которыми свиньи давно переболели. Сейчас животные спокойно с ними живут — вирусы никак себя не проявляют, они спят. Но как только геном свиньи попадает в другой организм, вирусы начинают просыпаться и убивают орган. Это зоонозы — заболевания, которые передаются людям от животных.
Кстати, первый пациент, которому пересадили сердце свиньи, и погиб от этого зооноза. В геноме донорского сердца проснулись ретровирусы и убили орган. Поэтому еще одна задача для генной инженерии — убрать или усыпить вирусы свиньи-донора.
Есть и другие задачи. При пересадке от человека орган не меняется — его рост запрограммирован. Но свиньи растут быстрее. При пересадке в другой организм на орган начинается воздействие, из-за чего он начинает увеличиваться в размерах. Поэтому надо как-то замедлить процесс роста либо пересаживать человеку сердце маленькой свиньи.
Так что вы видите, сколько проблем нужно решить, чтобы сделать успешную ксенотрансплантацию. С моей точки зрения, мы находимся на начальном пути. Ученые уже научились делать нокаут генов свиньи. И то, что пациенты с пересаженным сердцем смогли прожить больше месяца, говорит о том, что сверхострого отторжения удалось избежать.
Но все-таки пока ученые окончательно не могут блокировать все факторы, которые вызывают отторжение. Задача генных инженеров сделать орган животного невидимым для человеческого организма, надеть на него «шапку-невидимку», с которой иммунная система человека не будет атаковать инородный орган.
Читайте также
А если иммунитет переучить?
За последние два года появились сообщения об использовании в ксенотрансплантации принципа химеры. В биологии химерой называют организм, разные клетки которого содержат генетически разнородный материал, в отличие от обычных организмов, у которых каждая клетка содержит один и тот же набор генов.
Есть такой орган тимус (или вилочковая железа), который как у человека, так и животного формирует и обучает иммунитет для распознавания чужих антигенов. И вот появилась идея переучить иммунитет человека с помощью химеризма, чтобы создать иммунную толерантность — способность иммунной системы распознавать чужие антигены без реакции иммунной защиты. Для этого предлагают сделать одновременную пересадку органа и тимуса свиньи человеку.
Но это только первые публикации. Возможно, здесь нас и ждет научный прорыв, который позволит полностью пересмотреть традиционный взгляд на иммуносупрессию после пересадки органов».
Свежие комментарии