Более ста тысяч пациентов ожидают пересадки органов. Генетически модифицированные свиньи однажды могут стать потенциальными донорами.
В прошлую пятницу, 7 января, Дэвид Беннетт вошел в операционную медицинского центра Университета Мэриленда для проведения хирургической операции, которая никогда ранее не проводилась на человеке. 57-летний житель Мэриленда был госпитализирован и прикован к постели в течение нескольких месяцев из-за угрожающей жизни аритмии. Его сердце отказывало, и ему требовалось новое.
Состояние Беннета не позволяло ему реагировать на лечение и не подходило для пересадки или установки искусственного сердечного насоса. Однако у врачей-ученых из медицинского центра в Балтиморе был другой, хотя и рискованный вариант: пересадить сердце от генетически модифицированной свиньи.
"Либо смерть, либо пересадка", сказал Беннетт хирургам из Медицинского центра Университета Мэриленда за день до операции. "Я хочу жить. Я знаю, что это выстрел в темноте, но это мой последний выбор".
В понедельник команда сообщила, что завершила восьмичасовую процедуру, сделав Беннетта первым человеком, которому успешно пересадили свиное сердце. "Оно работает и выглядит нормально. Мы в восторге, но мы не знаем, что принесет нам завтрашний день. Такого еще никогда не было", сказал газете "Нью-Йорк Таймс" Бартли Гриффит, доктор медицинских наук, врач и директор программы пересадки сердца в Медицинском центре Университета Мэриленда, возглавлявший команду трансплантологов. Хотя после операции прошло всего пять дней, хирурги говорят, что новое свиное сердце Беннета пока функционирует так, как ожидалось, и его организм не отторгает орган. Они по-прежнему внимательно следят за его состоянием.
"Я думаю, это чрезвычайно волнующе", говорит Роберт Монтгомери, доктор медицинских наук, хирург-трансплантолог и директор Института трансплантации NYU Langone, который не принимал участия в операции Беннетта. Результаты процедуры были также лично значимы для Монтгомери, которому в 2018 году была проведена пересадка сердца из-за генетического заболевания, которое в будущем может затронуть и членов его семьи. "Все еще только начинается, но сердце, похоже, функционирует. И это само по себе необыкновенная вещь".
Операции по пересадке свиного сердца до сих пор официально не одобрены Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США, но 31 декабря агентство выдало экстренное разрешение на проведение операции. Экспериментальная процедура проводится в период растущей потребности в трансплантации органов. Более 100 000 человек в США находятся в списке на пересадку, в то время как около 17 человек умирают каждый день в ожидании, согласно последним данным сайта федерального правительства organdonor.gov. Отчаянный спрос намного превышает число доноров человеческих органов.
"Органов не хватает, и точка", говорит Монтгомери, который был частью команды, успешно пересадившей генетически модифицированную свиную почку человеку в 2021 году. Из примерно 800 000 пациентов на диализе, у которых развилась конечная стадия болезни почек, только 90 000 находятся в списке на пересадку человеческих органов, отмечает он. Пересадка органов свиньям дает еще один потенциальный "способ заполнить этот разрыв между предложением и спросом".
Область исследований и методы, лежащие в основе пересадки органов от животных к человеку, прошли долгий путь, чтобы достичь этого момента от мифов и псевдонауки до сложного медицинского применения. Ксенотрансплантация, или трансплантация и пересадка органов и тканей между двумя видами животных, имеет долгую историю, говорит Монтгомери, который работает в этой области уже более 30 лет. "Это действительно рассматривалось с момента зарождения трансплантации", говорит он. "Люди думали об использовании органов животных более ста лет".
На протяжении XIX века для пересадки кожи использовались куры, крысы, собаки, лягушки и другие животные. Исследователи продолжали сталкиваться с проблемами несовместимости органов и тканей человека и животных. Это было связано с тем, что у многих видов животных в клеточной мембране присутствует сахар под названием галактоза-α1,3-галактоза, обычно называемый альфа-гал. "Этот сахар также находится на поверхности бактерий, объясняет Монтгомери. Люди подвергаются воздействию этих бактерий с рождения в желудочно-кишечном тракте, что заставляет иммунную систему вырабатывать антитела против альфа-гала, чтобы предотвратить попадание этих бактерий в кровь. У людей "огромный запас этих антител, которые постоянно циркулируют в крови", говорит Монтгомери, и эти антитела будут атаковать органы животных, потому что они распознают альфа-гал как мишень.
Примерно в 1960-х годах хирурги начали обращать внимание на более близких родственников человека приматов. "Приматы, очевидно, гораздо ближе к человеку по эволюционной шкале, и поэтому у некоторых приматов нет такой немедленной несовместимости с альфа-галом", говорит Монтгомери. Хирург из Тулейнского университета в Новом Орлеане пересадил почки шимпанзе пациентам, один из которых прожил девять месяцев. Наиболее известная история произошла в 1984 году, когда новорожденному младенцу с недоразвитым сердцем Бэби Фэй пересадили сердце бабуина, но через 20 дней ее организм отторг его.
К 1990-м годам отношение общества к приматам как к донорам органов испортилось. "Их стало гораздо меньше на планете", говорит Монтгомери. "Я был на встрече по ксенотрансплантации в 1990-х годах, и Джейн Гудолл была основным докладчиком... В конце встречи всем нам стало ясно, что приматы не будут донорами органов, которые мы собираемся использовать". Опасения по поводу зоонозов, или передачи болезней от животных к человеку, также росли, вероятно, из-за эпидемии ВИЧ/СПИДа, добавляет Монтгомери.
Научная сцена была создана для свиней. Свиньи стали главными кандидатами в доноры из-за их многочисленности, большого приплода, простоты разведения, быстрого роста и в целом схожего с человеком размера органов.
Кроме того, большинство людей гораздо иначе относятся к животному как к давнему продукту питания, говорит Монтгомери, хотя он ожидает, что по мере развития этой области будут возникать этические проблемы, например, следует ли генетически модифицировать животных для пересадки.
Но было два больших препятствия, которые пришлось преодолеть исследователям, прежде чем свиньи стали жизнеспособным вариантом: проблемы с альфа-галом и потенциальная перекрестная передача вирусов, особенно эндогенного ретровируса свиней (PERV), открытого в 1997 году. Теперь исследователи смогли генетически отредактировать мишень альфа-гала из генома свиньи. Сегодня люди проходят через процедуру пересадки свиной кожи при ожогах, имеют свиные сердечные клапаны или получают свиные клетки, например, те, которые помогают вырабатывать инсулин, и не испытывают никаких заболеваний.
"Генетическая модификация, особенно сейчас, с помощью CRISPR, стала довольно простой", говорит Монтгомери. По его словам, почти 200 человек получили клетки свиньи, стволовые клетки свиньи, ткани свиньи и трансплантаты кожи без риска заражения зоонозами.
Генетически модифицированные свиньи, используемые для донорства органов, разводятся, изучаются и за ними ухаживают в исключительно чистых помещениях, и за ними ведется наблюдение на предмет потенциальных патогенов. "Это почти как операционная", говорит Монтгомери. "С ними обращаются очень гуманно".
До сих пор большинство экспериментальных процедур по трансплантации проводилось между свиньями и другими животными. "Пересадка в живого человека это скачок", говорит Монтгомери о пересадке в Медицинском центре Университета Мэриленда. "Джинн выпущен из бутылки. Теперь нам действительно нужно понять, как это будет выглядеть у людей, и начать работать над оптимизацией результатов. Но время не терпит, давайте смело двигаться вперед"