Донорские органы от свиньи – насколько это реально?
Пересадка органов стала одним из величайших достижений медицины XX в., однако донорских органов для трансплантации катастрофически не хватает. В Европейском Союзе списки ожидания включают около 50 тыс. человек, и ежедневно 12 из них умирают, так и не дождавшись подходящего донора. По данным российского Минздрава, подобная судьба ожидает и около 60% россиян, которым требуется трансплантация органов. Так как создание «органов из пробирки» – дело неблизкого будущего, самый реальный на сегодня выход – использовать для трансплантации органы животных
Откуда берутся органы для трансплантации? Иногда от живого донора: таким образом можно пересадить реципиенту, например, часть печени, почку либо костный мозг. В других случаях используют так называемое посмертное донорство, после того как у донора констатируют смерть головного мозга либо необратимую остановку кровообращения. Однако донорских органов не хватает, так как многие не готовы дать согласие на посмертное донорство, а при трансплантации необходимо к тому же учитывать иммунную совместимость донора и реципиента.
Неудивительно, что еще в начале 1960-х гг. делались попытки пересадить человеку органы шимпанзе – один из таких пациентов прожил девять месяцев после пересадки почки. Но уже тогда было понятно, что шимпанзе, которые сами находятся на грани вымирания, не хватит на всех нуждающихся. Попытки использовать в качестве доноров павианов, не говоря уже о других млекопитающих, потерпели неудачу из-за быстро развивающейся реакции отторжения.
Однако в конце 1980-х гг. появились новые иммунодепрессанты, позволившие более эффективно сдерживать развитие иммунного ответа на трансплантат. Возродился и интерес к ксенотрансплантации, пересадке человеку органов животных. И к середине 1990-х гг. ученые сошлись во мнении, что наиболее подходящим донором являются свиньи. Большинство тканей и органов этих животных сходны с человеческими как по структуре, так и по функции. Правда, обычные домашние свиньи и, соответственно, их органы слишком велики для человека. Поэтому специально для целей трансплантологии были выведены миниатюрные свиньи. К тому же свиней легко разводить, поэтому, к примеру, при внесении в геном свиньи тех или иных изменений возможно путем простого скрещивания получать генетически однородные линии животных, которые могут давать универсальные органы для трансплантации.
Основное препятствие на пути «свиного» донорства – сильное отторжение ксенотрансплантатов свиньи иммунной системой человека. Однако преодолеть тканевую несовместимость позволяют достижения в области редактирования генома, в первую очередь системы редактирования CRISPR/Cas. С их помощью иммунные характеристики животных можно приблизить к человеческим. Так, уже созданы свиньи, в геноме которых отсутствуют определенные белки-антигены, вызывающие иммунные реакции в организме человека, либо, наоборот, производятся некоторые полезные человеческие белки.
Все это позволило улучшить приживаемость трансплантата свиней – пока, правда, только в экспериментах на приматах. Например, относительно успешно были пересажены островки Лангерганса поджелудочной железы, вырабатывающие гормон инсулин. Но в конечном итоге эти трансплантаты были отторгнуты, несмотря на сильную иммуносупрессию. При пересадке свиной почки несколько животных «продержались» больше года. Не исключено, что уже в ближайшем будущем такую ксенотрансплантацию будут делать тяжелым пациентам, у которых мало шансов получить почку от донора-человека.
Есть и еще один подход к проблеме отторжения органов животных – снизить реакцию иммунной системы человека на чужеродные антигены, чтобы последние воспринимались как «свои». Добиться этого можно двумя путями. Например, частично убить костный мозг человека донора, и вселить туда кроветворные стволовые клетки свиньи. Впоследствии потомки донорских клеток заселяют тимус, где происходит созревание и иммунологическое «обучение» T-лимфоцитов, в результате которого иммунные клетки, способные атаковать собственные белки организма (а в данном случае и организма свиньи), погибают. Также можно пересаживать только свиной тимус, освобожденный от зрелых Т-лимфоцитов – процесс будет аналогичным.
Читайте также: Что делать если игла обломилась в мягких тканях
По мнению ученых, сочетание генно-инженерных модификаций животных-доноров с повышением толерантности иммунной системы человека позволит добиться реальных успехов в ксенотрансплантации. Правда, есть и более безопасная альтернатива – биоинженерные органы, при создании которых стволовыми клетками пациента заселяется либо соединительнотканный каркас настоящего органа, освобожденный от клеточных элементов, либо каркас, полученный с помощью трехмерной печати, Но такая трансплантология делает пока лишь первые шаги.
Пересадка свиных органов человеку: первый успешный эксперимент в США
Ежегодно в мире проводится примерно 100 тысяч операций по пересадке органов и более 200 тысяч трансплантаций тканей и клеток человека, при этом потребность в органах для пересадки с каждым годом только растет. Однако тысячи пациентов погибают так и не дождавшись своей очереди, поэтому ученые прикладывают все усилия для поиска альтернатив донорским человеческим органам. Так, группа хирургов из США заявила о первой успешной пересадке человеку почки свиньи.
Первый прорыв в ксенотрансплантации
Хотя говорить об успешности этой трансплантации несколько преждевременно, поскольку свиная почка была пересажена всего на 54 часа пациенту, мозг которого был уже мертв, при этом биологические функции организма поддерживались искусственно. Но, по словам медиков, орган нормально функционировал (почка фильтровала кровь и выделяла мочу) в течение всего времени, на которое была подключена к телу.
О том, что свиные органы очень похожи на человеческие и их теоретически можно пересаживать людям известно уже давно, но в клетках свиней содержатся специфические сахариды, которые вызывают быстрое отторжение тканей в организме человека. Однако эту проблему удалось решить: при проведении операции медиками использовалась почка свиньи, гены которой были модифицированы таким образом, чтобы эти сахариды не вырабатывались.
Пересадку органов от одного биологического вида другому назвали ксенотрансплантацией, и если работа в этом направлении будет продолжена, то скоро свиньи могут стать источником большого количества донорских органов для людей.
Хотя научных рецензий об этой операции пока еще нет, но эксперты поговаривают, что исследования и экспериментальные операции по трансплантации почек свиней «безнадежным» пациентам могут быть проведены уже в течение двух лет.
По словам Мартины Ротблатт, руководителя компании United Therapeutics, специализирующейся на генной модификации свиней, благодаря ксенотрансплантации в ближайшем будущем удастся ежегодно спасать тысячи людей, и эта операция является важным шагом на этом пути.
Конечно, для того чтобы успешно выполнять операции по ксенотрансплантации, ученым все еще предстоит решить множество проблем — от сугубо медицинских до юридических, в том числе принятие соответствующих законов и получения разрешений регулирующих органов на проведение подобных операций. Безусловно, нельзя пренебрегать и этической составляющей проблемы, ведь далеко не всем может быть приемлема идея пересадки органов от животных.
Пересадка ткани свиньи человеку
Меню сайта
  Свиньи-доноры человека
Печень свиньи пересаживается человеку
Вместе со свиными вирусами
Решению проблем донорской пересадки человеку органов животных была посвящена 17-я Международная конференция специалистов в области трансплантологии, завершившаяся в понедельник в Монреале. Признавая ксенотрансплантацию одним из решений проблемы нехватки донорских органов, не все участники форума согласны с тем, что этот процесс является безопасным. По мнению ряда специалистов, пересадка человеку органов животных может быть чревата возникновением новых вирусных инфекций. Другие участники форума приводили многочисленные примеры из практики, когда органы животных, в первую очередь печень свиньи, успешно и без каких-либо негативных последствий пересаживались людям.
Читайте также: Костная соединительная ткань препарат
На пересадку внутренних органов врачи решаются в тех случаях, когда традиционное медикаментозное или хирургическое лечение исчерпало себя полностью, и больной обречен на скорую смерть. Возможность пересадки донорских органов от человека человеку существенно ограничена недостатком донорского материала. Если подсчитать потенциальных больных до 65 лет, нуждающихся в пересадке органов, то количество доноров для них (погибших в катастрофах с пригодными для пересадки органами) не превысило бы 5-6% от требуемого. Другим ограничением остается высокая цена трансплантации донорского органа, недоступная большинству пациентов. В США, например, трансплантация почки обходится в $88 тыс. с последующими ежегодными пожизненными расходами по $7 тыс. на лекарства, которые необходимо принимать постоянно на протяжении всей жизни, чтобы не возникло отторжения пересаженного органа. В России пересадка почки обойдется больному не менее чем в 250 тыс. рублей, не считая расходов на постоянное приобретение в дальнейшем крайне дорогих лекарств, поэтому большинство трансплантаций почек осуществляется при финансовой поддержке государства.
Одним из перспективных направлений трансплантологии специалисты считают пересадку человеку органов и тканей животных. Однако до последнего времени это направление рассматривалось только с теоретических позиций, без надежды на внедрение в обозримом будущем в практическую медицину. Это было связано с неразрешимой проблемой предотвращения отторжения таких органов. Даже у хорошо подобранной по совместимости органов и тканей человеческой пары (донор—больной), за исключением близнецов, существует реальная угроза отторжения, и пациенту, чтобы ее избежать, приходится постоянно принимать подавляющие иммунитет препараты. Несовместимость тканей животных с человеческими еще более велика. Кроме того, из-за отсутствия практического опыта никто не знает, как в течение длительного времени будет функционировать у человека пересаженный чужеродный орган животного, даже если он приживется.
Иммунологический конфликт начинается немедленно после операции по пересадке органа животного. Он стремительно развивается и сопровождается отеком в пересаженном органе, кровоизлияниями и закупоркой мелких сосудов. Все это приводит в течение короткого интервала времени к повреждению и гибели пересаженного органа, что является следствием филогенетических различий между донором и реципиентом.
Причиной отторжения чужеродного органа является деятельность антител. Эти вещества, подобно факторам свертывания крови, присутствуют в крови в виде неактивных ферментов. При попадании в организм чужеродного агента — антигена — стоящие на защите организма антитела связываются с чужеродным антигеном, и образованный комплекс антиген—антитело вызывает разрушительные изменения на поверхности клеток пересаженного органа с последующим их уничтожением.
Чем ближе животное-донор к человеку, тем больше вероятность успешной пересадки органа. Наиболее генетически близкими к человеку млекопитающими являются приматы. Однако имеется масса барьеров при их использовании: ограниченное количество животных этого вида; трудности их выведения в неволе; этические проблемы, связанные с убийством обезьян; невозможность обезопасить больного от инфекционных заболеваний донора. Животным, обладающим недостающими обезьянам качествами, как ни странно, оказалась свинья. Преимуществами свиньи по сравнению с приматами являются ее широкая распространенность, беспроблемное выращивание и содержание, сходство свиных органов с человеческими по размерам и физиологии. К тому же изъятие свиных донорских органов не вызывает возражений у защитников природы, поскольку свиней все равно выращивают на мясо. Даже израильский раввин Шеар Яшу Коен заявил, что не видит никаких проблем в пересадке человеку органов свиньи: «Иудеям запрещено есть мясо свиньи, но нет никакого запрета на то, чтобы использовать свинью для спасения человеческой жизни».
Вероятность использования свиней в качестве доноров человека активизировала иммунологические исследования этого вида животных. Было обнаружено, что клетки пересаженного органа могут вырабатывать белки, предохраняющие его от разрушительного действия антигенов. Была изучена структура этих белков, которые способствуют предохранению клеток от губительного действия естественных антител. Затем с помощью генноинженерных манипуляций научились получать трансгенных животных, содержащих гены, которые вырабатывают эти белки.
Как это осуществляется на деле? С помощью генноинженерной технологии создаются изменения в генетическом аппарате зародыша свиньи. В дальнейшем эмбрион на начальной стадии развития внедряют в матку суррогатной матери, где и протекает беременность. У родившегося поросенка ткани по многим параметрам оказываются совместимыми с человеческими и не подвергаются острому отторжению. Становится возможным приживление и сохранение пересаженного органа без постоянного в течение всей последующей жизни лечения.
Вице-президент Российской сельхозакадемии Лев Эрнст заявил, что в Биотехцентре академии разработана техника получения трансгенных свиней для использования их в качестве доноров при пересадке внутренних органов человеку. За рубежом в последние годы несколько фирм уже получают трансгенных свиней-доноров для трансплантации органов и осуществляют такую пересадку. В НИИ трансплантологии и искусственных органов и других отечественных клиниках, как и за рубежом, сравнительно давно используются сердечные клапаны свиньи для лечения пороков сердца человека, успешно развивается направление по лечению сахарного диабета и острой печеночной недостаточности введением клеток животных; кожа свиньи применяется для закрытия раневых поверхностей.
Читайте также: Сварочный аппарат weldy для баннерной ткани
«Свинские» вирусы в нагрузку к органам
Однако, помимо отторжения пересаженного органа, при трансплантации органов животных возникают и другие опасности. Недавно две научные группы в Лондоне представили информацию о существовании в генетическом материале клеток свиньи двух разновидностей вирусов, относящихся к так называемым ретровирусам, которые способны заразить клетки человека после трансплантации и в дальнейшем привести к развитию онкологических заболеваний. Обычно присутствия инфекции в органах донора можно избежать путем селекции непатогенных животных. Исследованиями лондонской группы, а также Коффина и Вилкинсона из США было установлено, что ретровирусы присутствуют в зародышевой ДНК не только у свиней, но и у других высших млекопитающих, включая человека. При этом они могут вызывать заболевание в условиях трансплантации органов.
Из-за систематического применения иммуносупрессоров, необходимых для успешного функционирования пересаженного органа, защитные барьеры организма против инфекций резко снижаются, и возникает реальная угроза заражения ретровирусом с последующим развитием онкозаболеваний. Возрастает и риск возникновения других инфекций, например ВИЧ, а также обычных бронхолегочных инфекций.
Мнения ученых в связи с полученной информацией разделились. Одни считают необходимым наложить запрет на попытки трансплантации человеку органов животных. Другие полагают, что прогресс медицины способен преодолеть данный риск. ВОЗ и FDA рекомендовали временно прекратить клиничекие эксперименты с органами животных.
Однако развитие любого научного направления остановить никакими запретами невозможно, поэтому трансплантация тканей и клеток животных продолжает бурно развиваться. Фирмы Diacrin и Genzyme Tissue Repair (США) разработали и применяют на практике введение нервных клеток свиньи больным при лечении хронических, не поддающихся традиционным способам лечения заболеваний центральной нервной системы (болезни Паркинсона и Ханктингтона); фирмы Neocrin и VivoRx (США) успешно проводят лечение сахарного диабета введением человеку свиных клеток поджелудочной железы.
Фирма Imutran (Англия) объявила о начале клинических испытаний по пересадке печени при острой печеночной недостаточности. Представитель Imutran доктор Корин Севил заверила участников конференции, что безопасность пациентов является главным условием проведения испытаний. «Если мы найдем хоть одно доказательство того, что свиные вирусы передаются человеку, мы пересмотрим свое решение». А директор компании Дэвид Уайт заявил, что если окажется, что свиные вирусы представляют опасность для человека, ученые смогут вывести «чистых» свиней. И тогда можно надеяться, что наше поколение сможет использовать свинью в качестве неограниченного источника запасных органов для человека.
АЛЕКСАНДР Ъ-ТАНЕВИЦКИЙ
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом
- Правообладателям
- Политика конфиденциальности