У безпрецедентному медичному експерименті китайські лікарі успішно пересадили легеню генетично модифікованої свині людині, яка перебувала у стані смерті мозку. Ця знакова подія, яка відбулася в Гуанчжоу, відкриває нові перспективи для ксентотрансплантації — пересадки органів між різними біологічними видами — і може стати важливим кроком у подоланні гострої нестачі донорських органів.
Подібні дослідження на пацієнтах зі смертю мозку вже проводилися раніше у США, де пересаджували свинячі нирки та серця, а також у Китаї, де здійснювалася трансплантація свинячої печінки. Ці експерименти прокладають шлях до пересадки органів тварин живим людям, хоча таких процедур досі було виконано лише кілька.
Перший випадок у світі: легеня від генномодифікованої свині
Деталі цього новаторського експерименту, здійсненого в травні 2024 року, були оприлюднені в престижному науковому журналі Nature Medicine. Це історичне втручання відбулося в Гуанчжоу, одному з найбільших і найдинамічніших мегаполісів Китаю, відомому своїми передовими технологічними та медичними дослідженнями. Об’єктом дослідження став 39-річний чоловік, який перед процедурою був офіційно визнаний таким, що перебуває у стані смерті мозку — незворотного припинення всіх функцій головного мозку, при якому життєдіяльність тіла підтримується штучно. Команда медиків чотири рази підтвердила його стан і отримала письмову інформовану згоду від родини пацієнта на проведення експерименту.
Досі це перший випадок в історії медицини, коли лікарі спробували пересадити легеню від іншого виду людині, що отримало назву легенева ксентотрансплантація. Доктор Цзян Ши, співавтор дослідження та лікар відділу трансплантації органів Першої афілійованої лікарні Гуанчжоуського медичного університету, зазначив, що для його команди це досягнення є «значущим початком». Він підкреслив, що легенева ксентотрансплантація представляє унікальні біологічні та технічні труднощі порівняно з пересадкою інших органів. Головна мета дослідження полягала в тому, щоб вивчити, як імунна система людини може відреагувати на таку трансплантацію, а не стверджувати про негайну клінічну готовність. Іншими словами, ця методика ще перебуває на стадії доклінічного дослідження і не готова для широкого застосування у живих пацієнтів.
Перебіг експерименту та реакція організму
Після пересадки свиняча легеня “зберігала життєздатність і функціональність” протягом дев’яти днів, хоча ознаки відторгнення з’явилися вже через 24 години після процедури. Експеримент було припинено на дев’ятий день на прохання родини пацієнта. Зі звіту незрозуміло, як довго ще могла б пропрацювати легеня, якби її залишили довше, але до дев’ятого дня орган вже зазнав пошкоджень.
Доктор Адам Гріземер, старший член команди з ксентотрансплантації з Інституту трансплантації NYU Langone, який не брав участі в цій процедурі, прокоментував: “Ніхто не підпишеться на дев’ятиденну трансплантацію легені”. Однак він додав: “Я вважаю, що дуже важливо проводити такі дослідження [на людях зі смертю мозку], оскільки не можна припускати, що тваринні моделі ідеально відображатимуть те, що відбувається у людських реципієнтів”.
Генетична модифікація свині та виклики імунітету
В експерименті використовували легеню свині, яка була генетично модифікована за допомогою технології редагування генів CRISPR. CRISPR – це потужний інструмент, що дозволяє з високою точністю змінювати ДНК, і він активно застосовується в біотехнологіях. Модифікацію проводила компанія Clonorgan Biotechnology з Ченду, Китай. Три свинячі гени були деактивовані, щоб білки, які вони кодують, не активували імунну систему людини. Водночас було додано три людські гени, щоб зробити орган більш сумісним з людським тілом.
Трансплантаційна команда видалила ліву легеню свині та пересадила її пацієнту зі смертю мозку, який зберіг свою праву легеню. Імуносупресивні препарати, які пригнічують імунну відповідь організму, вводили пацієнту за день до процедури і щодня після операції.
Організм пацієнта не продемонстрував ознак “гіпергострого відторгнення”, яке відбулося б одразу після трансплантації, якби мало місце. Хоча легеня подолала цей початковий етап, ознаки відторгнення почали з’являтися приблизно через 24 години, що виявилося у вигляді набряку та запалення. Імунна система, розпізнавши чужорідний орган, почала виробляти антитіла – білки, що спеціалізуються на виявленні та нейтралізації чужорідних речовин, що призвело до пошкодження легені до третього дня після операції.
Майбутні кроки та перспективи
Дослідники припустили, що для майбутніх спроб такого експерименту може бути корисно блокувати дію певних імунних клітин, а також пригнічувати певні сигнальні молекули, які посилюють запалення. Легені є величезним викликом, оскільки, постійно контактуючи з повітрям ззовні, вони містять багато білків, спрямованих на імунний захист. Це парадоксальним чином робить їх легкою мішенню для імунної системи реципієнта, яка сприймає їх як “чужорідні”. Крім того, їхня тканина, що обмінює кисень і вуглекислий газ, дуже тендітна, а це означає, що будь-які імунні атаки проти них завдають значної шкоди.
Залишаються й інші питання щодо того, як покращити цей підхід і наскільки ефективно він міг би працювати для живого пацієнта. Наприклад, на основі поточного дослідження незрозуміло, наскільки добре свиняча легеня могла б підтримувати пацієнта, якби його відключили від систем життєзабезпечення, зазначив доктор Річард Пірсон, хірург-трансплантолог з Массачусетської загальної лікарні в Бостоні, який не брав участі в цій процедурі.
«Майбутні дослідження можуть вдосконалити підхід до легеневої ксентотрансплантації та наблизитися до клінічного впровадження, — підсумували автори дослідження. — Це дослідження надає стрижневі відомості про імунні, фізіологічні та генетичні бар’єри, які необхідно подолати, і прокладає шлях для подальших інновацій у цій галузі».
