Ксенотрансплантация: нужно ли выращивать органы животных для пересадки людям?

Видео: Украинские медики начали работать над выращиванием человеческих органов

Ксенотрансплантация – это трансплантация органов от одного вида другому.

Хотя для многих это звучит абсурдно, аморально, и даже вступает в противоречие с религиозными убеждениями, ксенотрансплантация – это вполне жизнеспособное и перспективное направление современной науки, которое в будущем может спасти немало жизней.

В этой области сегодня работают известные ученые и уважаемые организации, такие как Клиника Мэйо (США), компании United Therapeutics и Novartis.

Интересно, что ксенотрансплантация – это не новое направление в науке- первые эксперименты по межвидовому переливанию крови датируются еще 17 столетием.

Недавно зарубежные издания сообщали о прорыве в области ксенотрансплантации. Ученые из Исследовательской программы кардиоторакальной хирургии при Национальном институте сердца, легких и крови США (NHLBI) успешно пересадили генетически модифицированные сердца свиней бабуинам, причем новые органы функционировали более года.

Зачем пересаживать человеку органы животных?

Причина, по которой ученых так заинтересовала ксенотрансплантация, очень проста: тысячи пациентов ежегодно умирают, просто не дождавшись подходящих донорских органов для пересадки. Официальный правительственный отчет о трансплантации в США показывает, что в стране каждый день 79 человек получают донорские органы, но еще 18 человек умирают из-за нехватки органов. А ведь есть страны, где ситуация гораздо хуже.

В Америке количество людей, которым нужен донорский орган, за два десятилетия увеличилось в 5 раз – с 23 198 человек в 1991 году до 121 272 человек в 2013 году. За этот же период число людей, которые желают стать донорами, выросло всего в 2 раза – с 6 953 в 1991 до 14 257 в 2013 году.

Хотя некоторые исследователи пытаются решить проблему дефицита донорских органов разработкой механических компонентов, которые помогут работать поврежденным органам, эти устройства связаны с высоким риском инфекции, образования тромбов и кровотечений у пациентов.

Исследования в области стволовых клеток также преследуют цель выращивать органы в лаборатории для пересадки, но, несмотря на серьезные достижения в этой области, возможность вырастить полностью функциональный орган для человека еще очень далека.

Сотрудник NHLBI доктор Мухаммад Мохиуддин (Muhammad Mohiuddin), который работал над пересадкой свиных сердец бабуинам, поясняет: «Пока мы научимся выращивать органы с помощью тканевого инжиниринга, а это не произойдет в ближайшем будущем, ксенотрансплантация может стать подходящей технология для снабжения людей органами. Несмотря на многие проблемы этих лет, недавние достижения в генетике и иммунологии помогли оживить прогресс в области ксенотрансплантации. Ксенотрансплантация может помочь компенсировать дефицит человеческих органов».

Эксцентричная история ксенотрансплантации

Самый ранний из известных нам примеров использования тела животного для замещения функций больного человеческого организма датируется 17 столетием, когда французский врач Жан-Батист Дени ввел в практику переливание крови от животного человеку. Разумеется, при том эмпирическом подходе результат ксенотрансфузии был плохим, поэтому процедуру запретили.



К 19 столетию ученые начали экспериментировать с межвидовой трансплантацией кожи. Донорами выступали овцы, кролики, собаки, кошки, крысы, куры, и даже голуби. Результаты таких опытов были предсказуемыми. Медицинские записи свидетельствуют, что ксенохирурги того времени для васкуляризации донорских лоскутов кожи на несколько дней «пришивали» живое животное к реципиенту. С лягушки – самого популярного донора – кожу обычно сдирали и сразу пересаживали больному. Несмотря на несколько случаев якобы успешной трансплантации, современные врачи скептически смотрят на такую возможность.

Первая ксенотрансплантация роговицы, во время которой роговицу свиньи имплантировали человеку, была проведена в 1838 году. Тем не менее, ученые не рассматривают всерьез успехи подобных операций, которые были проведены раньше второй половины 20 века, когда были сделаны некоторые важные открытия в иммунологии, генетике, других областях медицины.

В 1907 году лауреат Нобелевской премии хирург Алексис Каррель (Alexis Carrel), который работал над изучением кровеносных сосудов и создал возможности для современной трансплантологии, написал: «Идеальным методом была бы пересадка людям органов от животных, с которыми легко работать – например, от свиней. Но это будет возможно только в том случае, если иммунизировать органы свиньи&hellip-» Уже на том этапе ученые понимали, что важнейшее препятствие для ксенотрансплантации – это иммунологическая несовместимость органов человека и животных.

Несколькими годами позже знаменитый французский хирург российского происхождения Сергей Воронов (Serge Voronoff) предсказал интерес современных ученых, проведя серию экспериментов с использованием клеток поджелудочной железы свиней для лечения сахарного диабета 1 типа у человека.

Но главной областью научного интереса великого ученого была трансплантация ткани яичек шимпанзе и бабуинов в яички пожилых мужчин, чтобы восстанавливать мужскую силу. Невероятно, но эта операция в одно время приобрела популярность, и в 1920-х годах в США и Европе было сделано несколько сотен таких процедур. Эти и другие, не менее фантастичные на тот момент ксеноэксперименты Воронова в итоге привели лишь к высмеиванию ученого и опале.



К 1960-м годам, несмотря на ограниченную доступность, трансплантация почек от трупа живому человеку была внедрена французскими и американскими хирургами. Диализ еще не был распространен, поэтому при отсутствии донора почки пациенты с почечной недостаточностью сталкивались с мучительной и неминуемой смертью. Тогда хирург из Луизианы Кит Римтсма (Keith Reemtsma) пошел на беспрецедентный шаг – трансплантацию почки животного человеку. Он выбрал в качестве донора шимпанзе, учитывая эволюционную близость к людям.

Хотя 12 из 13 ксенотрансплантаций почки в течение 2 месяцев закончились отторжением органа или инфекционными осложнениями, один пациент продолжал жить и работать в неплохом состоянии здоровья на протяжении 9 месяцев, после чего внезапно скончался из-за электролитного дисбаланса. Вскрытие показало, что почка шимпанзе не была отторгнута организмом и продолжала функционировать.

Эксперименты по ксенотрансплантации жизненно важных органов продолжались до 1980-х годов без долговременного успеха. Тем не менее, такие процедуры привлекали внимание публики. После неудачной попытки трансплантации сердца бабуина маленькой девочке в 1983 году западная общественность прониклась проблемой дефицита донорских органов, поэтому многие люди добровольно завещали свои органы больным.

На чем остановились исследователи сегодня?

Несмотря на очевидные сходства между человеком и другими приматами, свиньи сегодня считаются наиболее ценными донорами для ксенотрансплантации. Хотя наши эволюционные ветви отделились друг от друга около 80 миллионов лет назад, полное секвенирование генома свиньи показало, что у нас очень похожие ДНК. Органы человека и свиньи анатомически и функционально очень похожи.

Но, возможно, самое большое преимущество донора-свиньи заключается в доступности органов. Это потенциально неограниченный ресурс ценных органов, которые сегодня просто выбрасывают. Если ксенотрансплантация станет реальностью, свиньи-доноры станут решением проблемы дефицита органов на ближайшие годы, пока технологии стволовых клеток не будут готовы.

Сторонники ксенотрансплантации уверены, что это может существенно улучшить исходы пересадок органов. Свиней можно отбирать, содержать в идеальных условиях, регулярно проверять на инфекции, а органы можно извлекать у животного под анестезией  прямо перед трансплантацией. Это исключает многие риски, связанные с пересадкой органов от умерших доноров, в том числе возможную передачу инфекции.

На пути к пересадке легких

Как бы то ни было, пока на пути у успешной ксенотрансплантации стоят существенные научные барьеры.

Компания United Therapeutics начала работы в этой области после того, как дочери СЕО Мартин Ротблатт (Martine Rothblatt) поставили диагноз легочная гипертензия. Это редчайшее заболевание, которое требует трансплантации легких.

Медицинское издание Medical News Today пообщалось с главой компании, которая обещает к концу десятилетия научиться успешно пересаживать легкие свиньи человеку. Ротблатт заявила, что компания имеет амбициозные планы по разработке технологий ксенотрансплантации почек, печени, сердца и роговицы свиней.

«Прошли годы работы, но пересадка легких оказалась самой трудной задачей. Мы называем это канарейкой в угольной шахте», - говорит Ротблатт.

Чтобы сделать легкие свиньи биологически совместимыми с человеческим организмом, нужно выполнить около 12 генетических модификацией свиного генома. Без этого произойдет отторжение органа. По словам Ротблатт, компания United Therapeutics уже успешно сделала шесть из них.

Также компания United Therapeutics участвовала в модификации клеток свиней, чьи сердца успешно пересадили обезьянам ученые из NHLBI.

Оппозиция ксенотрансплантации

Не все люди с оптимизмом смотрят на ксенотрансплантацию. Несмотря на то, что каждый шаг в исследованиях согласовывается с комитетами по этике. Сама Ротблатт имеет докторскую степень по медицинской этике, но для нее вопрос ксенотрансплантации представляется невиданной ранее дилеммой. Она говорит, что ожидается много этических дискуссий, прежде чем эту технологию одобрят.

В 2004 году британский Policy Studies Institute провел первый масштабный опрос общественного мнения по вопросу решения кризиса с донорскими органами. Отношение британского общества к возможности ксенотрансплантации оказалось преимущественно негативным.

Конечно, для далеких от медицинской науки людей возможность пересадки органов от животного человеку оказалась настолько дикой, что многие респонденты вычеркнули ее из списка вариантов решения проблемы. Для части противников ксенотрансплантации основным аргументов была неэтичность процедуры, но большинство британцев волновала возможность передачи животных вирусов человеческой популяции.