Организм человека более двух дней не отторгает почку свиньи с одним выключенным геном

Ксенотрансплантацию органов генно-модифицированных свиней от компании Revivicor на протяжении последнего года провели три команды в США. В январе 2022 года исследователи из Университета Мэриленда пересадили генетически модифицированное сердце свиньи пациенту с сердечной недостаточностью. Пациент по имени Дэвид Беннет прожил около двух месяцев после трансплантации.

В октябре ученые из Университета штата Алабама в Бирмингеме провели эксперимент по трансплантации генно-модифицированных свиных почек человеку с умершим мозгом. У животного той же линии, от которой брали сердце для пересадки, были изменены 10 генов (подробнее на PCR.NEWS). Эксперимент продолжался трое суток, затем пересаженные почки и организм человека всесторонне исследовали. Были сомнения, сможет ли почка свиньи полноценно работать в организме человека, в частности, потому, что у свиней среднее артериальное давление ниже, чем у взрослых людей. Однако почки оставались жизнеспособными на протяжении 77 часов, продуцировали мочу (одна лучше, другая хуже). Признаков отторжения не наблюдалось, серьезных эпизодов кровотечения не было, хотя биопсия выявила тромботическую микроангиопатию.

Аналогичные эксперименты по пересадке почек свиньи от Revivicor двум реципиентам с умершим мозгом прошли  в сентябре и ноябре 2021 года в Медицинском центре Лангон Хелс Университета Нью-Йорка. Однако почки в этих двух случаях взяли от свиньи GalSafe — у этой линии животных нокаутирован только один ген альфа-1,3-галактозилтрансферазы. Cвиней GalSafe в конце 2020 года FDA США одобрило для употребления в пищу; такую свинину могут есть люди с аллергией на мясо, вызванной укусом клещей, кроме того, биомедицинские продукты, полученные из этой линии животных, более безопасны.

В обоих случаях сосуды почки сшивали с бедренными артерией и веной, оставляя саму почку вне организма для удобства наблюдения. В мочеточник трансплантата вставляли канюлю, чтобы замерять объем мочи. Для дополнительной защиты от иммунного ответа под почечную капусулу (оболочку из соединительной ткани) пересаживали тимус свиньи — такую систему называют «тимопочка». В тимусе проходит положительный и отрицательный отбор незрелых Т-клеток, таким образом модулируется иммунный ответ. Ранее было показано, что тимопочки способствуют иммунной толерантности и снижают риск позднего отторжения, вызванного опосредованной Т-клетками иммунной активацией. В качестве иммуносупрессанта реципиентам внутривенно вводили метилпреднизолон. Кровообращение и дыхательную активность поддерживали искусственно. Функцию почек оценивали по объему диуреза и скорости клубочковой фильтрации.

Ксенотрансплантаты начали выделять мочу уже через несколько секунд после реперфузии. Исследование продолжалось 54 часа — ограничение, установленное советом по этике Нью-Йоркского университета (этого времени обычно хватает, чтобы забрать органы для трансплантации). За время наблюдения скорости клубочковой фильтрации у обоих реципиентов выросли, а уровни креатинина снизились более чем вдвое, что подтверждает активность ксенотрансплантатов. Трансплантированные почки оставались розовыми и выделяли мочу на протяжении всего исследования. Биопсия, выполненная через 6, 24, 48 и 54 часа, не выявила признаков сверхострого или опосредованного антителами отторжения. Часовой диурез ксенотрансплантата более чем в два раза превышал диурез нативных почек.

Известно, что отторжение сосудов при ксенотрансплантации органов происходит в течение нескольких минут после реперфузии, поэтому 54 часа можно считать хорошим результатом. Тем не менее первый автор исследования Роберт Монтгомери признает, что поздняя иммунная реакция могла бы возникнуть, если бы пациенты месяцами находились на аппарате жизнеобеспечения.

Некоторые комментаторы отнеслись к этим результатам скептически. Модифицирован был только один ген, тогда как известно, что лучших результатов позволяет добиться модификация трех или более генов. Кроме того, трудно сказать, каков был вклад собственных почек реципиентов, которые не были удалены. «Вы не можете интерпретировать результаты», — говорит Пейдж Порретт, хирург-трансплантолог из Алабамского университета, первый автор статьи о трансплантации свиной почки с десятью генными модификациями. (В своем эксперименте они удалили обе почки человека.) Поррет сообщила, что ее группа пересадила свиные почки еще нескольким людям с умершим мозгом и планирует вскоре опубликовать результаты.

Технически эксперимент можно сделать и более продолжительным, до нескольких месяцев (как делается, например, в случае смерти беременной женщины, чтобы плод мог завершить развитие). Но подобные манипуляции, выполненные в исследовательских целях, создают этические проблемы,

Остается нерешенным вопрос инфекционной безопасности. На вебинаре 20 апреля 2022 года, организованном Американским обществом трансплантологов, исследователи из университета Мэриленда сообщили, что причиной смерти Дэвида Беннета мог быть цитомегаловирус свиньи — он безвреден для человека, но может способствовать отторжению органа. Как говорилось в статье исследователей из Алабамы, Revivicor ежемесячно проверяет своих животных на инфекции, в том числе на цитомегаловирус, но, возможно, осталось незамеченной латентная инфекция.

Другая проблема — возможность «перескоков» мобильных элементов от свиньи к донору, в частности, эндогенного ретровируса свиней (PERV). Свиньи, которые использовались в нью-йоркском исследовании, дали положительный результат на PERV-A и PERV-B, но не на PERV-C, что, по мнению авторов, снижает риск передачи. Свиней с геномом, очищенным от ретровирусов, для нужд трансплантации получает Джордж Черч из Гарвардского университета с соавторами.

Группы Порретт и Дэвида Купера из Массачусетской больницы общего профиля в Бостоне, как сообщает журнал Nature, обращаются в FDA с просьбой начать небольшие клинические испытания по пересадке почек от трансгенных свиней людям. Как говорит Купер, почка — идеальный орган для начала, потому что, в отличие от сердца, ее можно удалить, если возникнут проблемы, и перевести пациента на диализ.