Genetiškai modifikuotų kiaulių organai gali padėti sutrumpinti transplantacijos laukimo sąrašą

Genetiškai modifikuotų kiaulių organai gali padėti sutrumpinti transplantacijos laukimo sąrašą

Autorius: Dr. Deividas Kačorovskis

Gyvybę gelbstinčių organų transplantacijos paklausa yra aukščiausia visų laikų. 2021 m. JAV buvo atlikta rekordinė daugiau nei 41 000 organų transplantacijų, daugiausia inkstų, kepenų ir širdies transplantacijų. Tačiau ribotas donorų organų tiekimas išlieka nuolatine problema. Šiuo metu JAV laukiančiųjų transplantacijos sąraše yra daugiau nei 100 000 žmonių, o daug daugiau negali patekti į sąrašą dėl griežtų tinkamumo reikalavimų ir rasinių skirtumų.

Kaip širdies transplantacijos chirurgas, aš asmeniškai mačiau šio donorų organų trūkumo tragediją. Tačiau taip pat mačiau vieno galimo šios problemos sprendimo potencialą: ksenotransplantaciją arba gyvūnų organų persodinimą į žmones.

2021 m. rugsėjį mokslininkai sėkmingai persodino du genetiškai modifikuotus kiaulės inkstus mirusiam smegenims pacientei. O 2022 m. sausio mėn. priklausiau chirurgų komandai, kuri atliko pirmąją gyvam pacientui kiaulės širdies transplantaciją. Naujausios žinios apie paciento mirtį, praėjus dviem mėnesiams po procedūros, nuvilia, tačiau tokie tyrinėtojai kaip aš išlieka optimistiški. Nors dar reikia daug nuveikti, šie laimėjimai rodo, kaip toli mokslas nuėjo, kad gyvūnų transplantacijas paverstų gyvybinga gydymo galimybe.

Ankstyvieji bandymai

Nors pastaruoju metu gyvūnų persodinimas į žmogų sulaukė didelio dėmesio, per pastaruosius 60 metų buvo atlikta daug bandymų persodinti gyvūnų ląsteles, audinius ir organus žmonėms, tačiau ne vienodai sėkmingai.

1960-aisiais inkstų transplantacija nebuvo plačiai taikoma, nes trūko donoro organų. Dėl etinių ir teisinių problemų buvo sunku gauti gyvų donorų, o iš mirusių donorų paimti organai nebuvo sėkmingi.

Taigi chirurgas Keithas Reemtsma atliko 12 inkstų transplantacijų, donorais naudodamas šimpanzes. Nors dauguma persodintų organų – taigi ir pacientų žmonės – išgyveno tik kelias savaites, vienas iš pacientų išgyveno devynis mėnesius. Infekcija buvo pagrindinė problema pusei pacientų, o kitai pusei pasireiškė negrįžtamas organo atmetimas.

Thomas Starzl yra kitas chirurgas, kuris bandė transplantuoti organus iš gyvūno į žmogų. Jis atliko panašią inkstų transplantacijų seriją maždaug tuo pačiu metu kaip ir Reemtsma, naudodamas babuinus kaip donorus, o organai išgyveno iki dviejų mėnesių. Jis labiausiai žinomas dėl savo kepenų persodinimo, kai 1966–1974 m. tris kartus buvo atlikta šimpanzių kepenų transplantacija, kuri truko nuo 24 valandų iki mažiau nei 14 dienų. Dešimtojo dešimtmečio pradžioje jo dvi babuino kepenų transplantacijos truko 26 ir 70 dienų. Nors viena iš babuino kepenų veikė gerai, pacientas galiausiai mirė nuo didžiulės infekcijos.

Gydytojai taip pat bandė persodinti gyvūnų širdis, kurių pirmasis buvo atliktas prieš pirmąjį širdies persodinimą žmogui. 1964 metais Jameso Hardy persodinta šimpanzės širdis išgyveno vos kelias valandas. 1983 m. Len Bailey bandymas persodinti babuino širdį kūdikiui, žinomam kaip Baby Fae, pailgino jos gyvenimą 20 dienų, tai buvo rekordas tuo metu.

Kliūčių įveikimas

Nors šie ankstyvieji rezultatai iš pirmo žvilgsnio gali pasirodyti prasti, daugelis šių transplantacijų iš tikrųjų truko ilgiau nei daugelis ankstyvų inkstų persodinimo iš žmogaus žmogui. Pirmasis pacientas, gavęs dovanotą inkstą, ištvėrė tik keturias dienas 1933 m., o vėlesni bandymai 1940-aisiais ir 1950-aisiais davė panašių rezultatų. Imunosupresinių vaistų, neleidžiančių imuninei sistemai atakuoti donoro organų, tuo metu, kai buvo bandoma atlikti ksenotransplantaciją, taip pat nebuvo galima įsigyti, o tai rodo šių procedūrų pažadą mokslui tobulėjant.

Tačiau organų persodinimas skirtingoms rūšims susiduria su daugybe kliūčių, iš kurių svarbiausia yra evoliucija. Rūšims augant, didėjantys jų molekulinės sandaros skirtumai gali sukelti nesuderinamumą, dėl kurio skirtingų rūšių transplantacija tampa sudėtinga arba neįmanoma. Vieni iš problemiškiausių – imuniteto, uždegimų ir kraujo krešėjimo skirtumai, kurie pažeidžia ir persodintus organus, ir šeimininko organizmą.

Dėl nežmoginių primatų, tokių kaip šimpanzės ir babuinai, panašumo į žmones tiek anatomija, tiek imunine sistema jie tapo patraukliais donorais ankstyvoms transplantacijoms. Tačiau didelis jų panašumas su žmonėmis taip pat sukėlė etinių susirūpinimą, kuris atgrasė kai kuriuos gydytojus, tokius kaip Starzl, naudoti juos kaip donorus.

Kita vertus, kiaulės yra potencialiai geresnis donorų organų šaltinis. Palyginti su nežmoginiais primatais, kiaulės subręsta daug greičiau ir susilaukia daugiau palikuonių. Jie taip pat yra dažnas žmonių maisto šaltinis, o jų audiniai jau naudojami širdies vožtuvų protezavimui ir kitoms medicininėms procedūroms.

Nors praeityje taip pat buvo bandoma persodinti kiaulę į žmogų, 80 milijonų metų evoliucija trukdė. Kiaulių ląstelių paviršiuje yra molekulių, kurių žmonės neturi. Jei šios molekulės patenka į žmogaus kūną, žmogaus imuninė sistema užregistruos jas kaip svetimkūnius ir surengs ataką. Šis procesas, vadinamas hiperūminiu atmetimu, yra pagrindinė daugelio persodintų gyvūnų organų nesėkmės priežastis.

Daugybė pažangų, mažinančių šiuos nesuderinamumus, padėjo įveikti hiperūminio atmetimo problemą. Genetiškai modifikuotos kiaulės be genų, gaminančių svetimas molekules, sukeliančias atmetimą, ir su papildomais žmogaus genais, padedančiais recipiento organizmui priimti naują organą, yra vienas iš pagrindinių patobulinimų. Kiaulės širdis, kurią šiais metais su komanda persodinome, buvo genetiškai modifikuota, kaip ir kiaulių inkstai nuo 2021 m. pabaigos. Taip pat buvo patobulinti vaistai, slopinantys recipiento imuninę sistemą, todėl mažesnė tikimybė, kad ji sukels ataką prieš organą.

Laukiu

Naujausios sėkmės su genetiškai modifikuotų kiaulių transplantacija aiškiai parodo, kad ksenotransplantacija nebėra tolimos ateities svajonė, o tai, ką vis labiau įmanoma pasiekti šiuolaikinėje medicinoje.

Tačiau vis dar lieka daug klausimų. Koks yra geriausias būdas slopinti recipiento imuninę sistemą, kad persodintas organas išliktų, bet infekcijos rizika išliktų maža? Ar galima gyvūnų organus pritaikyti individams, kad būtų sumažintas atmetimas? Kaip geriau išsaugoti ir paskirstyti gyvūnų organus?

Atsakant į šiuos ir daugelį kitų klausimų bus labai svarbu suvokti terapinį ksenotransplantacijos potencialą ir padėti šimtams tūkstančių žmonių, laukiančių organo.

Šis straipsnis iš naujo paskelbtas iš The Conversation pagal Creative Commons licenciją. Skaitykite originalų straipsnį.

Vaizdo įrašo kreditas: Garrett Coyan

Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas.