Трансплантация кожи и нервов от генетически модифицированных свиней может помочь людям, но до органов еще далеко

Почка свиньи

Почка свиньи была пересажена человеку на искусственном жизнеобеспечении, но исследователи говорят, что до межвидового обмена органами еще предстоит много лет.

Хотя руководитель исследования приветствовал операцию, как предлагающую новую надежду на неограниченное количество органов, широко разрекламированная в прошлом месяце пересадка почки от генетически модифицированной свиньи реципиенту с мертвым мозгом, она мало что сделала для создания межвидового органа для трансплантации. Но уже сегодня искусственно произведенные свиньи могут найти заметное применение в качестве доноров для пересадки кожи и нервов, поставщиков прочных сердечных клапанов и источников мяса не вызывающего аллергию.

Исследование трансплантации в Нью-Йоркском университете показало, что иммунная система человека не сразу отторгает орган свиньи, в котором отсутствует альфа-гал, молекула сахара, которая активизирует иммунную систему человека. Почка свиньи отфильтровывала отходы из крови и выделяла мочу в течение не менее 54 часов. Затем врачи отключили аппарат искусственной вентиляции легких реципиента и закончили эксперимент.

Но эти результаты «не являются серьезным сюрпризом», — говорит Уэйн Хоторн, специалист по трансплантации из Австралийского института медицинских исследований Вестмид и президент Международной ассоциации ксенотрансплантации, общества исследователей, изучающих межвидовую трансплантацию органов. Эксперименты на обезьянах уже показали, что свиные почки обычно функционируют без проблем до 1 недели. Автор данной статьи не смог связаться с хирургом Нью-Йоркского университета Робертом Монтгомери, но на пресс-конференции в прошлом месяце он защитил исследование, отметив множество других примеров доклинических исследований приматов, которые не смогли выявить схожесть процессов похожих на те, которые происходят у людей.

Из-за отсутствия только одного гена сахара эти органы не являются жизнеспособным вариантом для ксенотрансплантации, которая должна длиться годами. Другие молекулы сахара в клетках свиней обладают аналогичным иммуностимулирующим действием, и эксперты говорят, что они также должны быть генетически очищены. Кроме того, может потребоваться добавить несколько человеческих генов в геном свиньи, чтобы еще больше ослабить иммунный ответ организма. Но свиньи, созданные биотехнологической компанией под названием Revivicor, имеют многообещающие возможности для других медицинских применений с меньшей вероятностью иммунного отторжения. “Просто удалив один сахар, вы можете добиться больших успехов”, — говорит Томас Платтс-Миллс, клинический иммунолог из Университета Вирджинии.

Например, в конце 2000-х годов Платтс-Миллс показал, что укусы клещей могут вызвать необычную аллергическую реакцию на альфа-галактозу. У людей с этим «синдромом альфа-галактозы» (AGS) развиваются тяжелые реакции на красное мясо и многие побочные продукты животного происхождения, включая гепарин, разжижающий кровь (изготовленный из свиных кишок), и имплантируемые устройства, такие как биопротезы сердечных клапанов крупного рогатого скота или свиньи. Антитела, которые вызывают эти аллергические реакции, вызванные только укусами клещей, отличаются от тех, которые атакуют пересаженные органы свиньи, которые есть у всех.

Revivicor получила одобрение регулирующих органов на использование своих искусственно созданных свиней в качестве источника мяса в декабре 2020 года, и, хотя свиные отбивные и пирожки со свиной колбасой еще не появились на рынке, компания начала отправлять бесплатные образцы таким людям, как Эмбер Шиффлетт из Шарлотт-Холла у которого галактоземия и который месяцами избегал красного мяса. В субботу в середине октября 30-летний Шиффлетт приготовил на завтрак гипоаллергенный стейк из ветчины. Затем он съел еще один стейк с ветчиной на ужин. Проблем не было.

В дополнение к мясу Скотт Комминс, аллерголог из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилле, который лечит галактоземию, надеется предложить своим пациентам препараты, не вызывающие аллергию. «Бекон — это хорошо, — говорит Комминс, — но я действительно верю, что в медицине все чаще используются животные, что, возможно, может быть более важным». Например, во время пандемии безопасная версия гепарина была бы полезна пациентам с галактоземией, у которых развиваются проблемы со свертываемостью крови.

Некоторые медицинские препараты на основе биологического материала свиней, не содержащие альфа-гал, могут быть полезны не только пациентам с галактоземией. Например, заменяемые сердечные клапаны все чаще изготавливаются из тканей крупного рогатого скота и свиней, а не из механических альтернатив. Но отчасти из-за иммунной атаки эти биопротезные клапаны изнашиваются и нуждаются в замене через 10-15 лет. Чтобы замедлить эту атаку, клапаны животных очищают от клеточного материала и химически обрабатывают, чтобы замаскировать остатки, повышающие иммунитет. Но, по словам детского кардиохирурга Джозефа Турека из Университета Дьюка, альфа-гал остается обнаруживаемым на самом деле на довольно поразительных уровнях — как он, Комминс и другие сообщили в Журнале торакальной и сердечно-сосудистой хирургии в апреле. Вариант протезов без альфа-гала может прослужить в два раза дольше, чем другие биопротезные клапаны, сказал Турек, чья работа частично финансируется Revivicor.

врач делает операцию

Свиньи, которые не содержат альфа-гал, также могут найти применение в качестве доноров кожи для жертв ожогов и в качестве источника нейронов для лечения повреждений периферических нервов. Алексис Био (бывшая компания XenoTherapeutics) уже протестировала свиную кожу на шести людях с ожогами третьей степени. Как правило, врачи полагаются на человеческую кожу умерших людей в качестве временной повязки до тех пор, пока пациенты не смогут получить собственный кожный трансплантат. Но такая кожа стоит дорого и часто в дефиците. Искусственная свиная кожа, по-видимому, так же хорошо помогает заживлению ран в течение 9 дней, что, по оценкам, является самым длительным сроком на сегодняшний день.

Можно ли пересаживать почки от свиней?

“Самое поразительное в свиной коже то, что в ней нет ничего поразительного”, — говорит исследователь Джереми Говерман, хирург по ожогам в Массачусетской больнице общего профиля (MGH). Поскольку трансплантат остается на теле всего неделю или две, иммунная система не успевает его отторгнуть. “Его использование должно быть краткосрочным”, — говорит Пол Хольцер, генеральный директор Alexis Bio.

Его компания и другой стартап, Axonova Medical, также разрабатывают нейронные трансплантаты от свиней того же штамма. Они могли бы заменить нынешний подход к хирургии восстановления нервов: удаление нервов из другого места на человеческом теле — это вариант, который не всегда возможен и может оставить людей с сенсорными проблемами.

Руководитель по исследованиям аксонов Критика Катияр и ее коллеги начали с нейронов из эмбрионов свиньи Revivicor и вырастили из них нервы длиной до 5 сантиметров. Уже восстановив поврежденные нервы ног у крыс и лицевые нервы у свиней, компания планирует перейти к исследованиям на обезьянах. Между тем, пластический хирург MGH Кертис Четруло, Хольцер и его коллеги сообщили в сентябре об использовании нервов в ногах свиней, которым не хватает альфа-гала, для восстановления поврежденных нервов рук у макак-резусов. В исследованиях обеих команд в течение примерно 6 месяцев собственные нервные клетки животных-реципиентов заменяли тканями свиньи, устраняя риск иммунного отторжения. “Похоже, что ткань хозяина полностью взяла верх, и трансплантат был естественным образом удален из организма”, — говорит Катияр.

Исследователи, такие как Кристофер Бурлак из Университета Майами, с нетерпением ждут того дня, когда пересадка более крупных органов свиней — почек, печени или сердца, начнет спасать жизни. Исследование в Нью-Йоркском университете было «первым шагом в долгом путешествии», сказал он. Компании уже выбирают следующих, разрабатывая доноров органов свиней с удалением трех или более генов и добавлением до девяти человеческих генов. Ни один из органов этих свиней не был протестирован на людях. «Следующим большим достижением в этой области будут реальные трансплантаты, — говорит Бурлак, — а не краткосрочная оценка ксенотрансплантатов».

Elie Dolgin

Автор Elie Dolgin

Эли Долгин — научный журналист из Сомервилля, штат Массачусетс.

Ссылки на материалы исследований смотрите в тексте статьи.

Читайте также: