Генетически модифицированная печень свиньи впервые пересажена человеку

Впервые в мире китайские ученые успешно пересадили генетически модифицированную свиную печень пациенту с констатированной смертью мозга. Орган, в который было внесено в общей сложности 6 генетических модификаций для минимизации иммунного отторжения, поддерживал стабильные метаболические функции в течение 10 дней подряд. Эти результаты подтверждают ценность ксенотрансплантатов как функциональных органов до тех пор, пока не станут доступны человеческие доноры.

Трансплантация является наиболее эффективным методом лечения заболеваний печени в конечной стадии. Пациенты, страдающие от острой печеночной недостаточности, могут проходить диализ печени и принимать медикаментозное лечение, но трансплантация — лучший долгосрочный вариант. Однако этот метод затруднен из-за острой нехватки доноров. Количество аллогенных доноров далеко не достаточно для удовлетворения растущего спроса на трансплантацию. Только в США более 100 000 пациентов ожидают донорства органов.

Чтобы восполнить этот дефицит, уже несколько десятилетий исследуются ксенотрансплантаты свиней, поскольку их физиологические функции и размеры совместимы с человеческими. С другой стороны, достижения в области редактирования генов позволили удалить гены, связанные с острым отторжением трансплантата (такие, как гликопротеин α-галактозилтрансфераза 1 (GGTA1) и цитидин-монофосфат-N-ацетилнейраминовая гидроксилаза (CMAH)), или вставить человеческие гены для улучшения совместимости ксенотрансплантата.

На сегодняшний день проведено несколько доклинических и клинических испытаний ксенотрансплантации, в том числе сердца и почки свиней, успешно пересаженные живым или мертвым людям. В прошлом году исследователи провели внешнюю перфузию печени с использованием генетически модифицированной свиной печени человеку с печеночной недостаточностью, находящемуся в состоянии смерти. Это первый случай, когда свиная печень была использована для лечения человеческого заболевания.

Однако ксенотрансплантация целой печени никогда ранее не проводилась внутри человеческого организма из-за сложности функционирования печени. Если пересадка почек или свиных сердец человеку уже имела определенный успех, то трансплантация печени гораздо сложнее.

«Сердце просто перекачивает кровь. Основная функция почек — вырабатывать мочу. У печени много функций», — объяснил CNN Линь Ван, хирург отделения гепатобилиарной хирургии больницы Xijing в Сиане (Китай). Например, она фильтрует кровь, чтобы вывести токсины (такие, как алкоголь и наркотики) и отходы жизнедеятельности, вырабатывает желчь, помогающую пищеварению, белки для свертывания крови и так далее.

Команда Ванга достигла важной вехи, осуществив первую трансплантацию генетически модифицированной свиной печени человеку с мертвым мозгом. «Я думаю, это поможет нам понять, как развивать ксенотрансплантацию печени. Потому что нам нужно больше подобных работ», — говорит Шимул Шах, эксперт по ксенотрансплантации и глава отделения абдоминальной трансплантации в интегрированном отделении хирургии в Mass General Brigham. Шах не участвовал в исследовании Ванга, но является частью команды, которая провела ксенотрансплантацию свиной почки живому человеку.

Стабильная функция печени в течение 10 дней

Для проведения ксенотрансплантации печени исследователи произвели 6 различных генетических модификаций, призванных минимизировать иммунное отторжение. Эти модификации включали в себя удаление генов, связанных со сверхбыстрым отторжением, и вставку человеческих генов для улучшения совместимости органов. Процедура включала вспомогательную гетеротопическую трансплантацию, т.е. орган вставлялся рядом с оригинальной печенью.

В течение 10 дней после операции проводился мониторинг функции трансплантата, гемодинамики, иммунной и воспалительной реакции реципиента. По истечении этого срока мониторинг был приостановлен по просьбе семьи пациента. Пациент также параллельно получал иммуносупрессивную терапию, подавляющую активность Т- и В-лимфоцитов.

Согласно результатам, подробно описанным в журнале Nature, функции свиного органа в целом оставались стабильными до конца наблюдения. Скорость кровотока в печеночной артерии и портальных венах поддерживалась на удовлетворительном уровне. И хотя количество тромбоцитов после операции снизилось, оно быстро пришло в норму. Гистологические анализы также показали, что печень свиньи эффективно регенерировала без каких-либо признаков иммунного отторжения.

Кроме того, желчь вырабатывалась уже через два часа после реперфузии воротной вены ксенотрансплантата и к 10-му дню достигла 66,5 мл. После процедуры также повысился уровень альбумина, а уровень аминотрансфераз остался в норме. Эти вещества являются ключевыми маркерами функции печени.

Однако, учитывая, что у пациента сохранилась его оригинальная печень, которая все еще функционировала, трудно определить, сможет ли пересаженная печень поддержать пациента, страдающего от печеночной недостаточности. Более того, сам Ванг признается, что пока не уверен, сможет ли свиная печень в один прекрасный день полностью заменить человеческую, поскольку объем материала, производимого печенью, может оказаться недостаточным для удовлетворения потребностей человеческого организма.

Тем не менее, этот подход потенциально может оказать жизненно важную поддержку пациентам, ожидающим донорских органов, для которых трансплантация является единственным вариантом. «Нельзя отнять у человека печень, не дав ему тем временем функциональный орган», — заключает Шах.