Як свині можуть допомогти людям, яким потрібна трансплантація печінки

Трансплантація органів рятує життя, але здорових зразків від правильних донорів не вистачає, тому вчені шукають більш надійні способи заміни хворих органів, які залежать менше від випадку, а більше від деяких останніх наукових досягнень.

Введіть свиней, які приносять надію 10 000 людей у ​​США, які зараз чекають на трансплантацію печінки. 18 січня дослідники з Університету Пенсільванії та біотехнологічних компаній eGenesis і OrganOx оголосили про серйозний крок до одного потенційного способу вирішення проблеми. Вони підключили пацієнта зі смертю мозку до печінки свині, яка циркулювала кров чоловіка протягом трьох днів .

«Для мене було неймовірно побачити, як система працює», — каже доктор Абрахам Шейк, професор хірургії в Університеті Пенсільванії, який керував експериментом. «Пацієнт із мертвим мозком був надзвичайно стабільним, і ми були дуже здивовані, побачивши, що протягом трьох днів печінка свині функціонувала поза тілом і виглядала досить добре».

Вчені заявили, що експеримент на пацієнті довів, що генетично модифікована свиняча печінка може служити тимчасовою заміною печінки людини. У цьому першому випадку печінка пацієнта зі смертю мозку продовжувала функціонувати, але дослідники планують перевірити систему на пацієнтах зі смертю мозку після видалення їхніх печінк.

Є надія, що свиняча печінка може одного разу послужити тимчасовим мостом для підтримки пацієнтів зі списку очікування на трансплантацію, а також пацієнтів із порушенням функції печінки через захворювання, пов’язані з алкоголем, яким потрібен час, щоб одужати самостійно. Згодом печінку також можуть пересадити людям.

Як це працює

Прорив є сумішшю кількох наукових інновацій. Свиня-донор була клоном, створеним за тим же процесом, що і вівця Доллі , перший клонований ссавець . Клони були створені за допомогою клітин свиней, відредагованих за технологією CRISPR . Отриману печінку свині підключили до перфузійної машини, яка перекачувала кров між пацієнтом із мертвим мозком і печінкою свині.

Шакед каже, що перші тести показали, що свиняча печінка діяла так само, як печінка людини — отримувала кров від пацієнта та виробляла жовч — протягом трьох днів, скільки тривало дослідження. Майк Кертіс, генеральний директор компанії eGenesis, яка створила генетично модифікованих свиней, каже, що пацієнт також продемонстрував додаткові ефекти в інших параметрах функції печінки, таких як рівні білірубіну та лактату, що свідчить про те, що свиняча печінка сприяла тому, що виробляла печінка пацієнта.

Подолання відмови

Трансплантація печінки від тварини до людини — або ксенотрансплантація — була святим Граалем для вчених з 1960-х років. Але багато таких досліджень зазнали невдачі через відмову. Органи між видами природно несумісні; Наприклад, спроба поміняти свинячу печінку на людську призводить до утворення мікроскопічних тромбів у найдрібніших кровоносних судинах, які руйнують еритроцити та переривають кровопостачання трансплантованої печінки.

Зміна деяких генів у свинячій печінці, щоб зробити її менш схожою на свиню та більш людською, є одним із способів вирішення проблем, але перша така модифікована печінка могла включати лише обмежену кількість генетичних змін за допомогою методів, доступних на той час. У дослідженні 2017 року, наприклад, вчені пересадили свинячу печінку з єдиною генетичною модифікацією, щоб зменшити несумісність, у павіанів, і зрештою печінка була відторгнута. Однак один бабуїн вижив протягом місяця, що свідчить про те, що ця техніка може бути перспективною для зменшення ймовірності відторгнення та збільшення життєздатності цих трансплантатів.

Після цього дослідження технологія редагування генів CRISPR стала потужним способом відносно легкого введення кількох генетичних змін. У цьому дослідженні вчені eGenesis використовували CRISPR, щоб внести не одну, а 69 змін у геном свині: три для видалення найбільш схожих на свиню білків, які активують людську систему, щоб відторгнути печінку, сім редагувань для додавання людських генів до свині. печінки та 59 для інактивації ретровірусів свиней, які можуть викликати проблеми у людей. «До появи CRISPR не було можливості легко редагувати таку кількість», — каже Кертіс.

Майбутнє свинячої печінки

Це дослідження на одному пацієнті є лише початком того, чого можна досягти за допомогою ксенотрансплантатів, каже Шакед. Печінка виконує два основні обов’язки в організмі: регулює важливі ферменти та речовини, такі як глюкоза та холестерин, і фільтрує токсини з крові. Цей експеримент був зосереджений на останньому, але в наступні роки більш складна свиняча печінка зрештою зможе виконувати деякі складніші функції органу у пацієнтів-людей.

Дослідження, необхідні для того, щоб туди потрапити, вже тривають. Шакед оптимістично налаштований, що до кінця року, після подальшого тестування, перші пацієнти з печінковою недостатністю зможуть спробувати цю систему. Сподіваюся, підключення до свинячої печінки дозволить їхній печінці відновитися самостійно або утримає її, поки вони чекають на трансплантацію. «З огляду на те, що я побачив, — каже він, — я підбадьорений».