Специалисты из Нью-Йоркского университета пересадили человеку почку трансгенной свиньи, и орган впервые сохранил работоспособность в течение месяца. Может быть, не за горами эпоха, когда дефицит донорских органов наконец удастся преодолеть за счет животных? Но трансплантологам предстоит преодолеть еще немало трудностей на этом пути, хотя последние исследования и обнадеживают.
Журнал JAMA Surgery в середине августа опубликовал статью, посвященную практическому применению модифицированных свиных органов для пересадки людям. Первую трансплантацию генетически модифицированной свиной почки пациенту провели 14 июля 2023 года. На сегодняшний день, как сообщил журнал, период, в течение которого она сохраняет функциональность, уже достиг рекордной продолжительности – на момент выхода публикации прошло больше месяца. Ученые намерены продолжить эксперимент до середины сентября. Если опыт окажется успешным, технология поможет спасти сотни тысяч жизней и станет настоящим спасением для людей, страдающих острой почечной недостаточностью.
В эксперименте в области трансплантологии, который проводит команда хирургов в медицинском центре Нью-Йоркского университета, есть нюанс: ученые не стали рисковать жизнью реального пациента, нуждающегося в пересадке почки – орган пересадили не совсем мертвому реципиенту, чей мозг уже прекратил функционировать, но в теле поддерживается жизнь при помощи аппаратов.
Американский закон гласит, что человек считается умершим, когда зафиксирована смерть мозга, следовательно, ученые могут проводить на таких телах эксперименты, в том числе, пересадку почки, хотя здесь и имеются некоторые нюансы. 57-летний мужчина, тело которого задействовано в упомянутом опыте, завещал свое тело науке, поэтому в данном случае нет никаких юридических и этических препятствий. К тому же, при жизни он страдал острым поражением почек. После того, как была установлена смерть мозга, пациенту пересадили почку трансгенной свиньи. Операция была проведена в университете Алабамы. При этом собственные почки пациента были удалены для чистоты эксперимента – чтобы было видно, что трансплантат выполняет все функции. В ходе исследования на анализ регулярно брали кровь и мочу, отслеживались все показатели деятельности почки, в том числе, уровень креатинина – он оставался в пределах нормальных значений. По прошествии каждой недели проводились биопсии, чтобы выявить возможное отторжение пересаженного органа, но его не произошло.
Минимизировать риски
Отторжение трансплантированного материала – главное осложнение, которое возникает при пересадках донорских органов, даже в случае с близкими родственниками и при условии, что пациент будет принимать иммуносупрессоры до конца жизни. Разумеется, логично предположить, что аналогичная реакция, причем даже более выраженная, возникнет в отношении инородного тела и при пересадке почки от животного.
У человека имеются врожденные антитела к свиному белку α-Gal. Поэтому, как правило, отторжение органа, который пересадили от свиньи, в том числе, почки, происходит очень быстро, буквально в первые несколько минут после операции. Но ученые учли этот момент и «доработали» геном животного-донора. В частности, у свиньи оказался деактивирован ген, кодирующий белок α-Gal. Таким образом, пересадка почки стала безопасной. Авторы эксперимента обращают внимание, что это была единственная генетическая модификация, которой подверглось животное, в то время как в предыдущих опытах насчитывалось до десяти модификаций разных генов, включая шесть вставок человеческих трансгенов. Новая процедура оказалась значительно проще, соответственно, дешевле.
Но существуют и другие осложнения. В их числе – реакция против определенной угрозы: организм может начать вырабатывать специфические антитела против трансплантата. На этом механизме, к примеру, базируется действие вакцин, но в трансплантологии это создает дополнительные сложности.
Но американские хирурги в ходе своей исследовательской работы нашли новый метод решения проблемы. Они подсадили в свиную почку ткань вилочковой железы этого же животного. Данный орган находится за грудиной и отвечает за «обучение» иммунных клеток. По всей видимости, начав функционировать, часть иммунной системы свиньи помогла иммунитету человека принять чужеродный орган. Впрочем, необходимость принимать иммунодепрессанты это все равно не отменяет.
В условиях дефицита
Нехватка донорских органов – огромная проблема для всех без исключения стран. В ДТП погибает не настолько много людей, а биоматериал от умерших от болезней не всегда пригоден к использованию по ряду причин, порой бывает сложно найти орган, который будет функционировать, для конкретного пациента, срочно нуждающегося в пересадке, а дополнительные препоны создают религиозные и этические нормы – некоторые придерживаются мнения, что после смерти человека его органы должны быть сохранены в неприкосновенности, и семья не позволяет их использовать. В США пересадка почки требуется порядка 800 000 пациентам, а за 2022 год было проведено всего 26 000 операций по трансплантации. Что касается РФ, в среднем пациенты ждут, чтобы им пересадили почку или другой орган, около двух лет. Многие из них рискуют не дожить до операции. В российской медицине проблема дефицита донорских органов стоит не менее остро, нежели в американской. Многие пациенты с острой почечной недостаточностью вынуждены годами посещать больницы для процедуры гемодиализа с помощью искусственной почки – каждый день или через день.
Врачи пытаются решить этот вопрос всеми доступными им способами. Они стараются максимально продлить срок годности донорских органов, который сейчас составляет не более 12 часов, и чем дольше ждет почка, тем ниже шансов на успешную пересадку. Кроме того, уже давно ведутся опыты, связанные с созданием искусственных органов, но говорить о том, что они скоро будут полноценной заменой донорским, пока не приходится. Наконец, предпринимаются попытки снизить требования к возрасту и здоровью людей, которые выступают в качестве доноров. Ксенотрансплантация, то есть, пересадка человеку почки и других животного, представляет собой один из вариантов решения проблемы нехватки донорского материала, и она, судя по всему, имеет перспективы.
Почки, печень и не только
Впервые попытки ксенотрансплантации стали предприниматься еще в отдаленном прошлом, с XVII века, но нетрудно догадаться, что эксперименты тех лет заканчивались печально для пациента. Помимо реакции «пациент против трансплантата», возникали и другие осложнения – например, сепсис, так что шансов выжить у оперируемого практически не было. Тем не менее, в XX веке, когда наука шагнула вперед, ситуация несколько изменилась. В шестидесятые годы пациент прожил девять месяцев с почками шимпанзе. А в 1992 году человек получил печень бабуина, с которой жил 70 дней. Однако генетически приматы – ближайшие родственники человека, и кажется, что их почки и другие органы хорошо подходят для донорства. Однако есть и оборотная сторона медали. К примеру, очень высок риск передачи инфекции вместе с органом – «обезьяньи» заболевания действуют и на людей. К тому же, необходима совместимость по группе крови. Стоит учитывать еще и тот факт, что детеныши приматов очень долго растут до размера взрослой особи, поэтому почки и сердца некоторых из них слишком малы для человека. А шимпанзе или гориллы отличаются высоким для животных интеллектом, и выращивать их ради донорства может показаться не совсем этичным.
В отношении свиней, которых и так выращивают на мясо, вряд ли встанут моральные дилеммы. В помете у самок – 5-12 поросят, и через несколько месяцев они достигают нужного размера. Инфекции свиней для человека менее опасны, хотя вероятность вызванных ими осложнений все же присутствует. В 2022 году пациенту пересадили сердце трансгенной свиньи. Операция прошла успешно, однако вскоре реципиент погиб. Одной из причин его гибели называют цитомегаловирус. Перед пересадкой модифицированной почки ученые досконально проверили свинью на эту инфекцию, чтобы не допустить повторения неудачи.
На фоне экспериментов и исследований возможности пересадки органов от свиньи к человеку возник миф, согласно которому свиньи якобы являются ближайшим родственным видом для людей, но эти домыслы не соответствуют действительности. Схожесть размеров органов – лишь совпадение, и свиньи эволюционно и генетически близки не к людям, а к китообразным. Генетическая совместимость между человеком и свиньей тоже практически отсутствует, поэтому животных-доноров приходится генетически модифицировать. Впрочем, ученые располагают большим опытом в редактировании генома свиней. Такие исследования делают в целях получения трансгенного мяса – на рынок оно так и не вышло, однако знания понадобятся для выращивания донорских органов.
В отдаленной перспективе
Пересадке свиной почки человеку предшествовали эксперименты по трансплантации органов свиней приматам – бабуинам, макакам-резусам и не только. Они достаточно похожи на человека генетически, поэтому такие опыты представляют интерес для исследователей с точки зрения изучения реакции на трансплантат.
Наиболее успешной оказалась как раз трансплантация почки. Обезьяны с пересаженными трансгенными свиными почками жили больше года и оставались здоровыми. Что касается сердца, здесь есть проблемы. Когда свиное сердце пересаживалось вместо органа обезьяны, подопытные животные жили не больше 54 дней. Но не исключено, что это происходило не по причине отторжения, а из-за того, что свиное сердце в принципе не слишком подходит приматам. Возможно, дело и в том, что кардиохирурги не располагают достаточным опытом в оперировании обезьян. А вот операции с сохранением собственного сердца реципиента были более успешными: донорский орган имплантировался в брюшную полость и сохранял жизнеспособность до двух с лишним лет. Попытки пересаживать другие свиные органы выдающихся результатов не показали.
На сегодняшний день ксенотрансплантология – довольно сложная область, в которой еще много вопросов, требующих внимания. Не совсем понятно, как быстро будут стареть свиные почки – ведь эти животные живут гораздо меньше, чем люди. Есть проблема и с потенциально опасными для человека вирусами, которые могут обнаружиться в организмах животных-доноров и передаться реципиенту. И это лишь малая часть возможных затруднений.
Тем не менее, для людей, ожидающих очереди на пересадку почки, модифицированные органы – это дополнительный шанс на выздоровление и возвращение к нормальной жизни. Не исключено, что в обозримом будущем такие операции будут проводить уже на реальных пациентах, и этот шаг выведет медицину и лечение различных болезней на новый уровень.
Ученые из США успешно пересадили человеку свиную почку: в будущем это может решить проблему дефицита донорских органов
