Makak, który otrzymał nerkę od genetycznie zmodyfikowanej miniaturowej świni, przeżył ponad dwa lata od przeszczepu. To jeden z najlepszych wyników jeśli chodzi o okres życia po transplantacji narządu pobranego od innego gatunku. Genetycznie modyfikowane świnie mogą dostarczać organów do przeszczepów również dla ludzi, co mogłoby rozwiązać problem niedoboru narządów.
Niedobór narządów i tkanek potrzebnych do przeszczepów od dawna stanowi jeden z najbardziej znaczących i niezaspokojonych problemów medycznych. Listy osób oczekujących na przeszczepy w każdym ośrodku, który je oferuje, są długie i ogromnej większości chorych nie udaje się doczekać znalezienia odpowiedniego dawcy. Z tego powodu umierają tysiące pacjentów rocznie.
Rozwiązaniem mogą być ksenotransplantacje, czyli przeszczepianie narządów jednego gatunku do drugiego. Naukowcy z całego świata prowadzą badania w tym kierunku od lat. Gdyby udało im się usunąć wszystkie problemy trapiące tę metodę, byłaby szansa na znaczne zwiększenia puli dostępnych do przeszczepów narządów.
Badania w tym kierunku prowadzą m.in. naukowcy zatrudnieni przez biotechnologiczną firmę eGenesis. Poinformowali oni niedawno o przypadku makaka krabożernego (Macaca fascicularis), który żył po przeszczepie nerki od zmodyfikowanej świni przez dwa lata. W pracy, która ukazała się na łamach pisma „Nature” (DOI: 10.1038/s41586-023-06594-4) uczeni opisali szereg zmian w genomie świni, które były niezbędne, by zabiegł się powiódł.
To nie pierwszy raz, gdy organy świni zostały przeszczepione małpom. W 2018 roku serca pobrane od genetycznie zmodyfikowanych świń utrzymały przy życiu grupę pawianów przez ponad pół roku (więcej na ten temat w tekście: Pawiany przeżyły sześć miesięcy po przeszczepie serca od świni).
Ale narządy od genetycznie zmodyfikowanych świń przeszczepiono również ludziom. W styczniu 2022 roku po raz pierwszy w historii przeszczepiono serce świni człowiekowi. Niestety pacjent przeżył zaledwie trzy miesiące a przyczyną śmierci był prawdopodobnie świński wirus, który znajdował się w przeszczepionym narządzie (więcej na ten temat w tekście: Naukowcy podali prawdopodobną przyczynę śmierci pacjenta, któremu przeszczepiono serce świni). Naukowcy nie zrazili się niepowodzeniem i jeszcze tego samego roku przeszczepiono dwa świńskie serca ludziom, u których stwierdzono śmierć mózgu (więcej: Kolejne przeszczepy serc od genetycznie zmodyfikowanych świń). Końcem września tego roku przeszczepiono również serce świni żyjącemu pacjentowi. Jak do tej pory pacjent ma się dobrze (więcej w teście: Drugi w historii przeszczep serca od zmodyfikowanej świni).
Nie tylko świński serca przeszczepiano człowiekowi. W 2021 roku przeszczepiono nerkę od zmodyfikowanej świni kobiecie, u której stwierdzono śmieć mózgu (więcej w tekście: Pierwszy udany przeszczep nerki pobranej od świni do organizmu człowieka).
Naukowcy z eGenesis, zanim przeszczepili nerkę małpie, musieli dokonać szeregu zmian w genomie świni. Jedną z nich była neutralizacja czających się w narządach świń wirusów, co stanowi kluczowy krok w wykorzystaniu narządów świń do transplantacji u ludzi.
Badania nad ksenotransplantacją skupiają się głównie na świniach (Sus domesticus), po części dlatego, że ich narządy mają porównywalną wielkość i anatomię z ludzkimi. Jednak układ odpornościowy ludzi i innych naczelnych gwałtownie reaguje na kilka cząsteczek na powierzchni komórek świń, powodując odrzucenie narządów. Dlatego badacze zaczęli stosować technologię edycji genomu CRISPR–Cas9, aby wyłączyć geny kodujące enzymy wytwarzające te cząsteczki.
W nowych badaniach naukowcy dokonali łącznie modyfikacji 69 genów, co stanowi najobszerniejszą edycję dokonaną u żywych świń pod kątem ksenotransplantacji. Większość edytowanych genów dotyczyło świńskich retrowirusów. Inne odnosiły się do cząsteczek związanych z odrzuceniem narządów. Uczeni wprowadzili też siedem ludzkich genów, które pomagają utrzymać przeszczepiony narząd w zdrowiu. Na przykład dwa z nich kodują białka, które zapobiegają niepotrzebnemu krzepnięciu krwi.
Miniaturowe świnie z tymi zmianami dostarczyły nerki, które przeszczepiono makakom krabożernym, Małpy otrzymały również koktajl leków immunosupresyjnych. 8 z 15 małp, którym przeszczepiono nerki świń z ludzkimi genami, żyło 176 dni lub dłużej. Jedna z nich przeżyła znacznie dłużej, bo aż 758 dni po przeszczepie nerki. Małpy ze świńskimi nerkami pozbawionymi ludzkich genów nie radziły sobie już tak dobrze i przeżywały średnio około miesiąca. Analiza biomarkerów nerek wykazała, że przeszczepione narządy sprawowały się równie dobrze jak ich własne.
Chociaż czasy życia po ksenotransplantacji robi wrażenie, to zespół badaczy przyznał, że dokonali zmian genetycznych z myślą o ludziach, a nie o małpach, zatem być może ludzie poradziliby sobie jeszcze lepiej.
W badaniach wykorzystano miniaturowe świnie. Narządy przeszczepione od zwykłych świń szybko rosną u biorców, co grozi uszkodzeniem przeszczepu. Niektórzy badacze próbowali wyłączać geny odpowiedzialne za ten wzrost, ale wiąże się to z niezamierzonymi komplikacjami. Dlatego użyto nerek miniaturowych świń, których narządy rosną wolniej.
Źródło: Nature, Science News, fot. Emőke Dénes, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons
