Ксенотрансплантация, то есть пересадка органов от животных человеку, способна оказать помощь пациентам, испытывающим дефицит донорских органов или имеющим несовместимость с ними. В ходе недавнего эксперимента ученые имплантировали человеку, у которого была констатирована смерть мозга, свиную почку, генетически модифицированную для инактивации гена альфа-1,3-галактозилтрансферазы. На данный момент можно утверждать, что проведенная операция оказалась успешной: через месяц после нее пересаженный орган продолжает функционировать нормально.
Серьезные болезни или травмы нередко требуют трансплантации органов у пациентов – начиная от роговицы и заканчивая сердцем. Однако доступного донорского материала, как правило получаемого от умерших, крайне недостаточно, и он подходит не каждому. К тому же, применение органов, полученных после смерти, сопряжено с определенными рисками – от инфекций до отторжения тканей.
В связи с этим исследователи не прекращают поиск альтернативных подходов, одним из которых является ксенотрансплантация – трансплантация человеческим организмам органы, полученные от других видов животных. Подобные изыскания насчитывают немалый опыт: к примеру, в середине прошлого века советский хирург-экспериментатор Владимир Демихов пытался организовать пересадку человеку сердца свиньи. К сожалению, эти опыты всегда были безрезультатны, ведь иммунная система человека отторгает ткани, которые сильно отличаются от его собственных.
С развитием технологий генной инженерии перспектива преодоления несовместимости тканей и осуществления ксенотрансплантации становится всё более вероятной. Обычно в качестве донора выбирают свиней, поскольку они, благодаря своим размерам, простоте разведения и ряду других факторов, являются наиболее подходящим вариантом.
При пересадке органа, например почки, взятой от обычной свиньи, у реципиента немедленно развивается выраженная иммунная реакция. Его тело начнет борьбу с пересаженным органом трансплантат, это может повлечь за собой значительные проблемы для организма. Основной причиной резкого несовместимости выступает высокая активность фермента альфа-1,3-галактозилтрансферазы в теле свиньи. Этот фермент отвечает за синтез одного из углеводов – альфа-1,3-галактозы, который и вызывает серьезную иммунную реакцию.
У человека фермент не функционирует вследствие двух мутаций, возникших у его предков. Поэтому, если у свиньи-донора будет «отключен» (нокаутирован) соответствующий ген GalT, ген, кодирующий альфа-1,3-галактозилтрансферазу, призван приблизить структуру тканей к человеческой и значительно уменьшить вероятность отторжения.
Американские исследователи из Медицинского центра Лангон при Университете Нью-Йорка (NYU Langone Health) взялись за изучение этого вопроса. В течение последних двух лет они выполнили четыре операции по пересадке людям с погибшим мозгом (предварительно получив разрешение их семей) органов трансгенных свиней. В двух случаях это было сердце, и дважды хирурги пересаживали почки, которые смогли нормально проработать в теле человека 54 часа подряд.
Новая операция состоялась 14 июля — ее провели мужчине 57 лет, у которого ранее диагностировали смерть мозга и который заблаговременно согласился предоставить свое тело науке для экспериментов. В его брюшную полость пересадили не только свиную почку с нокаутом гена альфа-1,3-галактозилтрансферазы, но и тимус (вилочковую железу) животного.
Тимус является частью иммунной системы и играет важную роль в процессе созревания иммунных клеток. Поэтому трансплантация трансгенной комбинации органов, состоящей из почки и тимуса, направлена на то, чтобы избежать развития отсроченных иммунных ответов.
По результатам наблюдения, почка продолжает нормально работать в организме человека на протяжении месяца (32 дня). Отторжения не наблюдается.
Продолжающийся эксперимент стал новой вехой в развитии ксенотрансплантации. Подобные методики вскоре могут найти применение в клинике и спасти жизнь многим тяжелобольным людям.