Susipažinkite su kiaulėmis, kurios galėtų išspręsti žmogaus organų persodinimo krizę

Kiaulių nuotrauka po šviesa Laetitia Vancon

Objektas yra viduryje tarp Miuncheno miesto centro ir jo tarptautinio oro uosto, maždaug 23 mylių į šiaurę. Iš išorės jis vis dar atrodo kaip kažkada buvęs valstybinis ūkis, tačiau pažvelgę ​​pro senos trobos langus pamatysite kambarius, užpildytus naujausia laboratorine įranga.

Naujame pastate, esančioje fermos gale, Barbara Kessler nusiauna sportbačius ir apipurškia basas kojas bei rankas antiseptiku. Drąsa veterinarijos gydytoja dušo patalpoje peržengia lipnia juosta, palikdama viską, ką gali iš išorinio pasaulio: drabužius, laikrodį, auskarus. Ji šveičia savo kūną ir plaukus – švelniai nukirpta, todėl lengviau susitvarkyti su dažnu plovimu.

Po dušo ji randa savo dydį tarp tvarkingų pateiktų drabužių šūsnių ir apsivelka juodas kelnes, raudonus marškinius ir juodus Crocs. Už persirengimo kambario ji užsideda juodą megztą kepuraitę, kad net trumpai kirpti plaukai neperduotų mikrobų, o tada žingsniuoja koridoriumi į bagažinės kambarį, kur atsargiai įstoja į kelius siekiančius guminius batus, kurie plaunami elektra. po kiekvieno dėvėjimo.

LAIMINGAS VANKONAS

Visos šios atsargumo priemonės skirtos apsaugoti gyvūnus, kurie nėra žinomi dėl savo švaros: kiaulių. Ir kai Kessler atidaro duris į kambarinius rašiklius, kvapas yra neabejotinas. Tai juk kiaulidė.

Kai Kesleris atrakina vieną indą, kad parodytų savo gyventoją, jauna paršavedė išklysta ir pradeda tyrinėti. Kaip ir kitos kiaulės čia, paršavedė paliekama bevardė, todėl jos globėjai per daug neprisiriš. Ją reikia įkalbėti atgal už metalinių vartų. Neįgudusiai akiai ji elgiasi ir atrodo beveik kaip bet kuri kita kiaulė, bet mažesnė.

Svarbu, kas yra šio gyvūno viduje. Jos kūnas buvo šiek tiek mažiau panašus į kiaulę, atlikus keturias genetines modifikacijas, dėl kurių jos organai bus labiau priimtini, kai persodinami žmogui. Jei viskas klostysis pagal planą, širdis, kuri taip intensyviai pumpuoja kiaulę, vieną dieną gali plakti žmogaus viduje.

Įvairių tipų audiniai iš genetiškai modifikuotų kiaulių jau bandomi su žmonėmis. Kinijoje mokslininkai diabetu sergantiems žmonėms persodino insuliną gaminančias kasos salelių ląsteles iš genų modifikuotų kiaulių. Pietų Korėjos komanda teigia esanti pasirengusi persodinti kiaulių ragenas žmonėms, kai tik gaus vyriausybės patvirtinimą. Masačusetso bendrojoje ligoninėje mokslininkai spalį paskelbė, kad naudojo genų modifikuotą kiaulės odą kaip laikiną žaizdos dangą sunkiai nudegusiam žmogui. Odos pleistras, anot jų, veikė taip pat efektyviai, kaip ir žmogaus oda, kurią gauti daug sunkiau.

Tačiau kalbant apie gyvybės ar mirties organus, tokius kaip širdis ir kepenys, transplantacijos chirurgai vis tiek turi pasikliauti žmogaus dalimis. Vieną dieną, svajonė, genetiškai modifikuotos kiaulės, tokios kaip ši paršavedė, bus išpjautos, o jų širdys, inkstai, plaučiai ir kepenys nugabens į transplantacijos centrus, kad išgelbėtų nuo mirties beviltiškai sergančius pacientus.

Miuncheno pakraštyje, Vokietijoje, Ludwigo-Maximilians universiteto Inovatyvių medicinos modelių centro tyrėjai veisia genetiškai modifikuotas kiaules, tikėdamiesi galų gale panaudoti jų palikuonių organus žmonių persodinimui. Laetitia Vancon

Kūdikio mirtis Fae

Šiandien Jungtinėse Amerikos Valstijose, Kasmet miršta 7300 žmonių nes neranda organų donoro – du trečdaliai jų dėl inkstų trūkumo . Daugeliu atvejų vienintelė viltis yra kažkieno tragedija: nelaimingas atsitikimas, kurio metu žūsta kažkas, kurio organus galima paimti.

Chirurgai, ieškantys kito organų šaltinio, iš pradžių žiūrėjo į beždžiones, nes jos yra į mus labiausiai panašūs gyvūnai. 1984 m. maža mergaitė, žinoma kaip Baby Fae, gavo babuino širdį, bet mirė po 20 dienų , po to, kai ją užpuolė jos imuninė sistema. Kūdikio Fae trumpas gyvenimas ir greita mirtis sulaukė pasaulinio dėmesio; daugelis pasmerkė idėją nužudyti mūsų artimiausius gyvūnų giminaičius, kad išsigelbėtų patys. An nuomonės kūrinys „Washington Post“ kardiologas šią procedūrą apibūdino kaip medicininį avantiūrizmą. Kitas, esančiame Medicinos etikos žurnalas , buvo pavadinta Baby Fae: Žvėriškas verslas.

Tada, 1990-aisiais, mokslininkai ir biotechnologijų įmonės pasirinko kiaules. Kadangi valgome kiaules (vien JAV jų per metus 120 mln.), jų organų paėmimas daugeliui atrodė ne toks sudėtingas. Moksliniu požiūriu jų organai yra maždaug tinkamo dydžio, panašios anatomijos, o kiaulės suauga maždaug per šešis mėnesius – daug greičiau nei primatų. Tačiau iškilo problema: kiaulės turi virusų, kurie gali sukelti šuolį žmonėms. Be to, naudojant tuo metu turimą paprastą genų inžineriją, persodinti organai ilgai negyveno, kai buvo tiriami su beždžionėmis. Tiesiog genetiškai jie buvo pernelyg svetimi.

Kalbant apie gyvybės ar mirties organus, tokius kaip širdis ir kepenys, transplantacijos chirurgai vis tiek turi pasikliauti žmogaus dalimis.

Praėjus daugiau nei dviem dešimtmečiams, genų inžinerijos pažanga atgaivino vadinamųjų ksenotransplantų perspektyvą. Karščiausias diskusijų šaltinis šioje srityje: kiek tiksliai reikia modifikuoti genus tokioms kiaulėms, kad būtų įveiktas rūšies barjeras. Gerai finansuojama JAV įmonė „eGenesis“, vadovaujanti stovyklai „daugiau yra geriau“, teigia, kad kartu su seserine bendrove Kinijoje padarė dviženklį skaičių kiaulių pakeitimų.

Vokiečiai Miuncheno objekte yra mažiau yra daugiau stovykloje. Kiaulės, su kuriomis jie dirba, turi tris pagrindines genetines modifikacijas, kurios iš pradžių buvo padarytos daugiau nei prieš dešimtmetį – visos skirtos neleisti babuinams ir žmonėms atstumti savo organus. Išmušus geną, gaminantį cukrų, vadinamą galaktoziltransferaze, neleido recipiento imuninei sistemai nedelsiant atmesti kitos rūšies organą. Antruoju pakeitimu buvo pridėtas genas, išreiškiantis žmogaus CD46 – baltymą, kuris padeda imuninei sistemai atakuoti svetimus įsibrovėjus, nepersistengiant ir nesukeliant autoimuninės ligos; trečiasis pristatė baltymo, vadinamo trombomodulinu, geną, kuris neleidžia susidaryti kraujo krešuliams, kurie kitu atveju sunaikintų persodintą organą.

Mažesnį pakeitimų skaičių galima geriau kontroliuoti ir išmatuoti, o jų poveikį lengviau dokumentuoti, sako Eckhardas Wolfas, vadovaujantis šiam buvusiam valstybiniam ūkiui Miuncheno pakraštyje, dabar vadinamam Inovatyvių medicinos modelių centru. Jei kas nors nepavyks, kaip dažnai nutinka ksenotransplantacijos metu, bus aišku, kur yra problema. Su daugiau pakeitimų atsiranda daugiau galimų problemų. Tam tikru momentu atsiduriate tokioje situacijoje, kad neįsivaizduojate, ką daro papildoma genetinė modifikacija, sako jis.

Dydis a širdies

2018 metais Miuncheno centro kiaulių širdys buvo persodintos 14 babuinų. Dvi iš beždžionių išgyveno šešis mėnesius – ilgiausią laikotarpį, kada bet kuris gyvūnas gyveno su kitos rūšies širdimi. Pranešime Gamta Praėjusį gruodį vokiečių mokslininkai savo pasiekimą apibūdino kaip įvykį klinikinės širdies ksenotransplantacijos link.

Veterinarijos gydytoja Barbara Kessler demonstruoja jauniausius savo įstaigos paršelius. Laetitia Vancon

Iš pirmųjų penkių babuinų, gavusių kiaulės širdį, keturi nugaišo per dieną ar dvi, o kai penktasis mirė po mėnesio, jo širdis susirgo. Kitoje babuinų partijoje Wolfo bendradarbis Bruno Reichart, išėjęs į pensiją širdies persodinimo chirurgas, užtvindė organą maistinėmis medžiagomis, hormonais ir raudonaisiais kraujo kūneliais nuo tada, kai jis buvo pašalintas iš kiaulės, kol jis visiškai funkcionavo gyvūno recipiente. Trys babuinai, gydyti šiuo metodu, gyveno 18, 27 ir 40 dienų.

Pastariesiems penkiems babuinams buvo atlikta ta pati procedūra, tačiau jie taip pat buvo laikomi imunosupresiniais vaistais. Du išgyveno 182 ir 195 dienas, tačiau praėjusiais metais, kai dar buvo geros sveikatos, juos teko numirti, nes tęsti gydymą nuo atmetimo buvo labai sunku. Nepraktiška babuinui palikti intraveninę liniją ilgiau nei šešis mėnesius. Tačiau taip pat nėra paprasta įtikinti babuiną vartoti narkotikus. Kaip ir maži vaikai, jie priešinasi gerti bet ką, kas kvepia vaistais.

Reichartas teigia, kad jis kuria geresnę gimdymo sistemą, kuri leistų babuinams vartoti vaistus nuo atmetimo mažiausiai metus – tiek laiko reikia, kad įrodytų, jog ksenotransplantacija yra paruošta tirti žmonėms.

Tačiau įpusėjus savo babuinų tyrimui, Wolf ir Reichart pastebėjo nenumatytą problemą: širdys, paimtos iš jaunų kiaulių, siekiant įsitikinti, kad jos yra pakankamai mažos babuinams, toliau augo taip, lyg joms vis dar būtų lemta išlaikyti 600 svarų ( 270 kilogramų) kiaulė. Persodinta širdis svėrė 62% daugiau nei tipiška babuino širdis: didžiulis širdies peraugimas, nes jų popierius jį aprašė. Babuinuose naujos širdys išstūmė kitus esminius organus ir kai kuriais atvejais sukėlė gyvūno mirtį.

Nusiprausęs po dušu, išsiplovęs plaukus ir apsivilkęs sterilius drabužius, Kessler žiūri į kambarį, kuriame yra tiriamosios kiaulės.

Kiaulių įstaigoje Kesleris man parodė Wolfo sprendimą šiai problemai: dvi seserys paršavedės, sukurtos dar vienu CRISPR geno redagavimu. Tyrėjai turi išjungė Gyvūnų augimo hormono receptorių (GHR) geną, todėl jie sudaro maždaug pusę įprastos kiaulės svorio. Abi sveria apie 175 svarus (79 kg), palyginti su beveik 400 svarų normaliai paršavedei. Nėščia sesuo stovėjo kitoje koridoriaus pusėje, viena su rašikliu, atsukta į sieną. Metaliniai strypai neleido jai atsigulti prie sienų – tai buvo atsargumo priemonė, skirta apsaugoti paršelių kraiką. Nors ji buvo išvesta su pilno dydžio kiaulės patinu, maždaug pusei jos palikuonių turėtų trūkti GHR geno.

Taupymo kaina į gyvenimą

Nepigu sukurti genų modifikuotą kiaulę ir pakelti ją iki standarto, kurio reikalauja JAV Maisto ir vaistų administracija bei kitos agentūros, kurios visame pasaulyje reguliuotų transplantaciją iš kiaulės į žmogų. Kessler ir jos kolegos klonuoja kiaulių embrionus, į kiaušinius, surinktus pirmadieniais ir antradieniais iš vietinės skerdyklos, įdėdami norimą genetinę medžiagą. Siekiant sumažinti mikrobų skaičių, kiekviena nauja kiaulių linija turi prasidėti nuo gyvūno apvaisinimo laboratoriniame lėkštelėje, pagimdžius jį atliekant cezario pjūvį ir gimus atskiriant nuo motinos. Vėlesnės kartos be mikrobų nereikalauja tiek daug atsargumo priemonių ir kainuoja tik apie 10 kartų brangiau nei kiaulės auginimas šoninei ir kiaulienai, sako Kessleris.

Šiame kiaulių ūkyje gyvena apie 120 genų modifikuotų suaugusių kiaulių ir 150 paršelių (vienas iš nedaugelio visame pasaulyje), tačiau net ir jis negali sau leisti auginti kiaulių iki standarto, kurio prireiks prieš persodinant žmogui organą. Wolfo vyriausybės dotacija nepadengs HEPA filtrų, skirtų oro valymui visose kiaulių gamyklos patalpose arba specialių vegetariško pašaro granulių, kurios vežamos sunkvežimiais, išlaidų. Tyrėjai ilgus metus siekė finansavimo perimetro tvoros statybai. saugoti šernus ir jų mikrobus nuo nuosavybės.

Mokslininkas Kurome Mayuko ruošiasi dirbti su kiaulių embrionais, pristatydamas genų modifikacijas, kurios, tikimasi, padarys jų persodintus organus labiau priimtinus žmonėms. LAETITIA VANCON

Reichartas sako, kad jam tereikia finansavimo, kad užbaigtų dar vieną bandymą, kad babuinai išliktų gyvi ištisus metus su kiaulių širdimis, kol jis bus pasirengęs juos išbandyti žmonėms. Artėja ir kitos grupės. Floridoje transplantacijos chirurgas Josephas Tectoras, neseniai persikėlęs į Majamio universitetą, sako, kad jam tereikia laiko pastatyti kiaulių įstaigą, tokią kaip Wolf's vienintelis griežtesnis, ir tada jis bus pasirengęs tirti kiaulių inkstus žmonėms. Alabamos-Birmingamo universitete yra kiaulių įstaiga, skirta klinikinėms transplantacijoms remti, o ekspertai nagrinėja tiek širdis, tiek inkstus. Jų pirmasis klinikinis ksenotransplantacijos tyrimas gali būti atliktas su kūdikiais, gimusiais su įgimtais širdies apsigimimais. Kiaulės širdis galėtų tarnauti – kaip buvo tikėtasi Baby Fae – tiltu, kol jie galės priimti žmogaus širdį.

Reichartas sako, kad ne reikia pirmam sėkmingai atlikti ksenotransplantaciją. Tačiau jis mano, kad greičiausiai bus tarp pirmųjų, nes yra taip arti. Po dešimtmečius trukusių tyrimų Miuncheno laboratorijoje esančios kiaulės gali būti tos, kurios leidžia chirurgams įveikti rūšies barjerą.

paslėpti