Аргентинские ученые создали первую в Латинской Америке генетически модифицированную свинью, устойчивую к иммунному отторжению

Аргентинская наука сделала значительный шаг вперед в развитии ксенотрансплантации - пересадки органов животных людям - создав первую в Латинской Америке генетически модифицированную свинью, способную преодолеть наиболее тяжелое иммунологическое отторжение - гипер-острое отторжение. "Эта модификация была проверена в инновационном эксперименте, в ходе которого свиная почка перфузировалась свежей, антикоагулированной, цельной человеческой кровью при температуре тела. Результаты оказались обнадеживающими: орган проявил признаки функционирования и не был немедленно уничтожен иммунной системой человека, как это обычно бывает". Проект является результатом работы лаборатории биотехнологии животных INPA (UBA-CONICET), которая уже много лет занимается изучением новых инструментов генной инженерии, применяемых в медицине. "В сотрудничестве со специалистами из больницы Гаррахана - центра, где проводится больше всего детских трансплантаций в Аргентине, - исследователям удалось отредактировать гены группы свиней, сделав их потенциально совместимыми с человеческим организмом. Разумеется, это было пробное исследование, и в настоящее время рассматриваются различные альтернативы для дальнейшего развития проекта, например, поиск инвесторов из частного сектора. "Сердечно-сосудистый хирург Игнасио Берра из больницы Гаррахана, который был одним из тех, кто отвечал за проведение эксперимента, объяснил, что цель этого достижения - предложить конкретное решение в будущем, чтобы дети могли своевременно получить доступ к совместимому органу. Он отметил, что, помимо клинического эффекта, подобная разработка может принести и экономическую выгоду, поскольку позволяет избежать необходимости поиска органов за пределами страны с последующим оттоком иностранной валюты и сохранить технологию в национальной системе здравоохранения". «Мы разработали систему перфузии ex vivo с использованием антикоагулированной нормотермической человеческой крови, которая позволила нам оценить иммунологическую переносимость и функциональность органа», - пояснил Берра. "Во время процедуры отслеживались такие параметры, как перфузионное давление, почечный диурез и сосудистое сопротивление. Кроме того, признаки тромбоза анализировались с помощью макроскопического и гистопатологического наблюдения". По словам специалиста, генетически модифицированная почка показала лучшие результаты при контакте с человеческой кровью, что является убедительным доказательством концепции, открывающим новые возможности для развития детской ксенотрансплантации в Аргентине. Одним из центральных пунктов этого исследования является издание гена GGTA1, отвечающего за производство молекулы, присутствующей на поверхности свиных клеток, против которой у человека имеются заранее сформированные антитела. Эта молекула вызывает немедленный иммунный ответ, который разрушает пересаженный орган. Используя метод редактирования генов CRISPR-Cas9, ученые смогли инактивировать этот ген - процедура известна как «нокаут» - и таким образом предотвратить активацию системы комплемента, которая отвечает за острое отторжение. Этот прорыв произошел в условиях глобального кризиса в области доступа к трансплантации. По международным данным, более 5 миллионов человек стоят в очереди на получение органа, но ежегодно проводится лишь около 120 000 трансплантаций. В таких странах, как США, 13 человек ежедневно умирают из-за того, что их не успевают пересадить. "В Аргентине ситуация также критическая: в 2020 году около 6 000 пациентов ожидали пересадки почки, а среднее время ожидания составляло от 7 до 10 лет. Кроме того, более 70 % пациентов, перенесших трансплантацию, нуждаются в диализе в первую послеоперационную неделю, что свидетельствует о позднем функционировании трансплантата и высоком уровне осложнений. "Ксенотрансплантация представляется как разрушительное, долгосрочное решение этой проблемы. И хотя идея пересадки органов животных не нова, современные технологические разработки в области редактирования генов, иммунологии и биологии отторжения возродили глобальный интерес к этому направлению исследований«. »В январе 2023 года в лаборатории INPA родились первые свиньи, модифицированные для ксенотрансплантации. У некоторых особей был удален не только ген GGTA1, но и ген рецептора гормона роста (GHR). Эта вторая модификация не является незначительной: она приводит к уменьшению размеров животных, что облегчает трансплантацию, и, согласно последним исследованиям, может обеспечить большую продолжительность жизни и устойчивость к таким заболеваниям, как диабет или некоторые виды рака. "Аргентина имеет особую историю с гормоном роста. Первый аргентинский лауреат Нобелевской премии Бернардо Уссай был признан за открытие его диабетогенного эффекта. Спустя десятилетия, в 2002 году, еще одна национальная научная веха ознаменовала использование этого гормона в биотехнологиях: группе Даниэля Саламоне удалось заставить клонированного трансгенного теленка вырабатывать гормон роста в своем молоке. "В данном эксперименте протокол состоял в подключении генетически модифицированной свиной почки к системе перфузии ex vivo - то есть вне организма - с человеческой кровью в физиологических условиях. Цель состояла в том, чтобы проверить, способен ли орган фильтровать кровь и вырабатывать мочу без немедленного внутрисосудистого тромбоза, характерного для острого отторжения. "Предварительные результаты были положительными. Почка не была разрушена, сохранила свою структуру и вырабатывала мочу. На макроскопическом и микроскопическом уровне исследователи проанализировали тургор, цвет, сосудистость и признаки воспаления. Гистологическая экспертиза выявила более низкую степень отторжения, чем в немодифицированных органах. "Аргентинский опыт соответствует другим недавним достижениям на мировом уровне. В 2022 году в США была проведена первая трансплантация свиного сердца с 10 генетическими модификациями пациенту-человеку. Мужчина прожил 60 дней, но позже умер из-за реактивации свиного цитомегаловируса, присутствовавшего в органе. Этот эпизод подчеркнул необходимость строгого санитарного контроля и создания стерильных условий для разведения животных. "Остаются такие проблемы, как возможность передачи зоонозных инфекций, сложности с получением информированного согласия и биоэтические дилеммы, связанные с благополучием животных. На международном уровне такие организации, как CDC, FDA и NIH в США, выпустили специальные рекомендации по минимизации рисков«. »В этом контексте аргентинские исследователи предлагают, чтобы эти первые модифицированные свиньи служили «биологическими фабриками» по производству органов, совместимых с человеческими. Если удастся подтвердить его жизнеспособность и безопасность, в среднесрочной перспективе могут быть разработаны клинические протоколы«. »На данный момент ближайшая цель - продолжать совершенствовать генетическое редактирование, проводить функциональные испытания таких органов, как сердце, печень или поджелудочная железа, и налаживать сотрудничество с международными центрами, такими как Массачусетская больница общего профиля в Бостоне, где в настоящее время проводятся самые передовые клинические испытания в этой области«. »Это достижение особенно важно для педиатрической популяции. В Аргентине в настоящее время в очереди на трансплантацию стоят 166 детей, 98 из которых нуждаются в почке. Хотя закон Хустины облегчил доступ к органам для взрослых, для детей до 18 лет по-прежнему требуется согласие семьи, что ограничивает возможности педиатрического донорства«. »Больница Гаррахан, которая участвует в этом проекте, является центром, где проводится больше всего детских трансплантаций в стране. Его опыт, дополненный генетической технологией, разработанной в INPA, создает синергию, которая может вывести Аргентину в лидеры по исследованиям в области ксенотрансплантации в регионе«. »Путешествие только началось, но создание первой модифицированной свиньи с толерантностью к отторжению представляет собой веху, которая преодолевает границы. В стране с сильными научными традициями такие разработки показывают, как биотехнологии и медицина могут объединиться для решения одной из самых острых проблем здравоохранения 21 века - нехватки органов для трансплантации".