Человеку впервые трансплантировали сердце генно-модифицированной свиньи

Трансплантацию сердца генно-модифицированной свиньи человеку впервые в мире провели сотрудники Школы медицины Университета Мэриленда (UMSOM) в Медицинском центре Университета Мэриленда (UMMC). Пациент — 57-летний Дэвид Беннетт, страдающий неизлечимой болезнью сердца — был госпитализирован более шести недель назад с опасной для жизни аритмией и подключен к аппарату искусственного кровообращения. Врачи признали, что ему не подходит ни традиционная трансплантация, ни искусственное сердце.

Управление по контролю качества продуктов и медикаментов США (FDA) предоставило экстренное разрешение на операцию как «терапию сострадания» (compassionate use). Подобное разрешение может быть выдано, когда экспериментальный медицинский продукт является единственным доступным вариантом для пациента с опасным для жизни заболеванием.

Пациента проинформировали о том, что процедура является экспериментальной с неизвестными рисками. «Выбор — умереть либо сделать эту трансплантацию. Я хочу жить. Я знаю, что это выстрел вслепую, но это мой последний шанс», — сказал Дэвид Беннетт за день до операции. Спустя три дня он чувствует себя хорошо, признаков отторжения нет.

«Это была прорывная операция, которая на шаг приближает нас к разрешению кризиса нехватки органов. Просто не хватает донорских человеческих сердец», — сказал доктор Бартли Гриффит, клинический директор программы, который проводил операцию.

Ксенотрансплантация может спасти тысячи жизней людей, ожидающих донорских органов, но сопряжена с рисками — прежде всего с возможностью иммунной реакции, вызывающей отторжение. Впервые ксенотрансплантаты были испытаны в 1980-х годах, но от них отказались после знаменитого случая со Стефани Фэй Боклер в Университете Лома Линда в Калифорнии. Девочке, родившейся со смертельным заболеванием сердца, трансплантировали сердца бабуина, но она умерла через месяц. Клапаны свиного сердца после специальной обработки успешно использовались для замены клапанов у людей, но вопрос с целым органом не удавалось решить.

Генетически модифицированную свинью в лабораторию ксенотрансплантации UMSOM предоставила компания Revivicor из Блэксбурга, штат Виргиния. Revivicor Inc. в 2012 году была приобретена компанией United Therapeutics, которая запустила программу XenoKidney по поиску альтернативных источников органов для пациентов, ожидающих пересадки почки. Теперь разработки компании включают также сердце и легкие.

Revivicor получила широкую известность год назад, когда FDA одобрило ее генно-модифицированных свиней GalSafe в качестве источника мяса и биомедицинских продуктов. Ткани таких свиней не содержат углевода альфа-гал (галактоза-альфа-1,3-галактоза), который отсутствует у человека, человекообразных обезьян и приматов Старого Света и может вызывать у некоторых людей аллергические реакции при употреблении в пищу, а также провоцирует отторжение трансплантатов (подробнее на PCR.NEWS).

«Это кульминация многолетних сложнейших исследований по оттачиванию техники на животных, время выживания которых превысило девять месяцев. FDA использовало наши данные и данные об экспериментальной свинье, чтобы разрешить трансплантацию пациенту с терминальной стадией болезни сердца, у которого не было других вариантов лечения», — комментирует доктор Мухаммад Мохиуддин, профессор хирургии Университета штата Массачусетс, научный директор программы.

«Мы очень рады были помочь команде хирургов-трансплантологов мирового класса под руководством доктора Гриффита и доктора Мохиуддина», — сказал Дэвид Aйарес, главный научный сотрудник Revivicor.

UMSOM получила исследовательский грант в размере 15,7 млн долларов для оценки генетически модифицированной свиньи Revivicor UHearts в исследованиях бабуинов. Мохиуддин и Гриффит с коллегами совершенствовали хирургическую технику трансплантации свиных сердец приматам. Еще в 2016 году в совместной работе с Айаресом и другими им удалось продемонстрировать, что генетически модифицированные свиные сердца могут работать в брюшной полости павиана до трех лет.

Credit: Пресс-релиз

Утром перед операцией по пересадке хирургическая бригада удалила сердце свиньи и поместила его в устройство для перфузии XVIVO Heart Box. Наряду с обычными иммуносупрессорными препаратами, предотвращающими отторжение, использовали новый экспериментальный препарат производства Kiniksa Pharmaceuticals.

В геноме свиньи-донора было сделано десять изменений, сообщается в пресс-релизе. Были нокаутированы три гена, продукты которых способствуют отторжению, кроме того, в геном вставили шесть человеческих генов. Среди нокаутированных, по-видимому, ген α-1,3-галактозилтрансферазы, среди добавленных ген человеческого CD46 — мембранного белка, ингибирующего рецептор комплемента — и тромбомодулина (hTHBD), рецептора тромбина, который участвует в подавлении свертывания крови. Также нокаутировали ген рецептора гормона роста, чтобы предотвратить чрезмерный рост ткани сердца молодой свиньи.

Дэвид Айарес и его коллеги из PPL Therapeutics (той самой шотландской компании, где была клонирована овца Долли) в начале 2000-х впервые использовали комбинацию рекомбинантной ДНК и технологий клонирования, чтобы создать свиней, у которых можно брать органы для ксенотрансплантации. Вскоре после этого PPL выделила Revivicor в самостоятельную компанию. В апреле 2021 года Айарес заявил, что компания планирует начало клинических испытаний в ближайшие год-два.