Сразу две почки генетически модифицированной свиньи трансплантировали человеку

11:38 24 января Киев, Украина

Американские врачи впервые успешно трансплантировали человеку сразу две почки генетически модифицированной свиньи. Их получил 57-летний мужчина со смертью мозга, пожертвовавший свои органы на развитие науки. Чтобы органы животного прижились, исследователи удалили или заменили на человеческие аналоги десять участков его ДНК, связанных с работой иммунной системы, свертыванием крови и ростом клеток. Вмешательство подтвердило целесообразность использования пациентов с мертвым мозгом в качестве модели для доклинических исследований, а также обозначило дальнейшие шаги по совершенствованию техники ксенотрансплантации (пересадка тканей или органов между организмами разных видов). Результаты операции описаны в журнале American Journal of Transplantation .

Какова цель пересадки свиной почки человеку со смертью мозга?

Недавно мы писали о том, как группа американских врачей провела первую успешную операцию, во время которой почку свиньи подключили женщине со смертью мозга. Тогда почку пациентки заменили свиной, подсоединив орган к кровеносной системе женщины, но оставив его снаружи тела на три дня для наблюдения.

А сейчас исследователи из Университета Алабамы в Бирмингеме пересадили человеку сразу две свиные почки ради продвижения ксенотрансплантации в клиническую сферу надежным, устойчивым и этическим способом. По мнению этих ученых, проверку трансплантации органов от свиньи к человеку целесообразно и безопасно осуществлять сначала именно на людях со смертью мозга. Хотя патофизиология смерти мозга потенциально может создать неблагоприятную среду для трансплантации и ограничить оценку функции почек, такая модель позволяет предварительно оценить многочисленные риски, включая острое отторжение органа, что угрожало бы жизни пациента.

Такие пересадки возможны только среди умерших в возрасте от 18 лет, подписывавших согласие на донорство, в которых констатирована смерть мозга, и ближайшие родственники санкционировали исследования. Основная цель этого эксперимента заключалась в том, чтобы рассмотреть главные вопросы безопасности в пределах модели умершего, которая послужила бы основой для разработки клинического испытания, прежде чем переходить к операциям на живых людях.

Как готовили генномодифицированные почки и как происходила трансплантация?

Процесс проверки возможности пересадки почки свиньи человеку включал предтрансплантационную подготовительную фазу, длившуюся 19 часов, фазу самой трансплантации, на которую ушло 4 часа, и послетрансплантационную, во время которой в течение 74 часов отслеживали работу пересаженного органа.

Почечные ксенотрансплантаты были получены из генетически модифицированных животных, выращенных для ксенотрансплантации компанией Revivicor. Свиней содержали в помещении, свободном от патогенных микроорганизмов. Каждые три месяца будущих доноров проверяли на наличие целого списка вирусов, включая эндогенный ретровирус свиней. Всего им провели десять генетических модификаций, в частности целевое введение двух генов ингибиторов комплемента человека и двух иммуномодулирующих генов, чтобы адаптировать почки к иммунной системе человека, а также гены двух человеческих антикоагулянтов, чтобы предотвратить образование тромбов. Кроме того, провели извлечение генов углеводных антигенов свиней, которые могут вызывать иммунную реакцию, и гена рецептора гормона роста свиньи, чтобы орган не увеличивался после пересадки. Важно, что эти трансгенные свиньи не экспрессируют антигенов эритроцитов и потому являются универсальными донорами по группе крови. Но перед проведением операции оценивали гистосовместимость между свиньей-донором и человеком-реципиентом.

Органы получил 57-летний мужчина, которому за пять дней до операции констатировали смерть мозга. У мужчины было острое поражение почек легкой и средней степени тяжести. Пересадка проходила с помощью обычной техники аллотрансплантации, то есть так же, как это происходит при трансплантации человека от человека. В отличие от предыдущей группы ученых, только подсоединивших органы к кровеносной системе реципиентки, оставив их снаружи, на этот раз трансплантация была полноценной. После успешной операции были созданы условия для поддержания работы трансплантатов в условиях смерти мозга и назначены иммуносупрессоры. За реципиентом вели наблюдение, проводили мониторинг и лабораторные исследования.

Чего удалось добиться и с какими недостатками столкнулись авторы работы?

Проведенная операция, по мнению исследователей, должна была помочь выяснить, достаточно ли такого набора генетических модификаций свиней во избежание сверхострого отторжения у людей, а также при каких условиях безопасно выполнять ксенотрансплантацию.

Гиперострого отторжения у реципиента не наблюдалось. Это дает важное свидетельство того, что отключения генов ферментов, синтезирующих углеводные антигены, действительно достаточно для предотвращения отторжения. Ряд целей безопасности был сосредоточен на последствиях связи кровообращения человека с почкой свиньи. Кровяное давление свиньи значительно ниже, чем у человека, и авторы работы проверяли сможет ли свиная почка выдержать значительное повышение АД, но целостность сосудов ксенотрансплантата была сохранена. Также была обеспечена гемодинамическая стабильность, что указывает на то, что вымывание медиаторов воспаления из ксенотрансплантата не провоцирует сердечно-сосудистый коллапс. Относительно образцов крови их проверяли ежедневно на наличие эндогенных ретровирусов свиней, и они оставались отрицательными.

Однако недостатков в работе тоже было немало. Оба органа производили мочу, хотя и в разных объемах. Ни одна из почек не фильтровала отходы из крови, как это делают полностью функциональные органы. Было обнаружено, что уровень креатинина, являющегося важным показателем функции почек, со временем не снижался, и почки не выделяли значительного количества продукта с мочой. Неизвестно, было ли это вызвано возможным микрососудистым поражением почек, или связано с физиологическими изменениями, вызванными смертью мозга. Через три дня после пересадки исследование пришлось остановить из-за развития прогрессирующей полисистемной недостаточности органов.

Результаты исследования значительно дополняют предварительные знания и свидетельствуют о том, что многие барьеры для ксенотрансплантации преодолены, определив многочисленные области, где требуются дополнительные знания и опыты, прежде чем такая трансплантация будет проведена живому человеку.

Недавно была проведена еще одна операция, в ходе которой орган генетически модифицированной свиньи от Revivicor пересадили человеку. Американские врачи осуществили трансплантацию сердца животного мужчине с тяжелым поражением сердца, у которого не было возможности получить человеческий донорский орган. По словам медиков, сейчас пациент чувствует себя хорошо.