Впервые в мире почку свиньи изменили генетически и пересадили человеку. Теперь их можно массово пересаживать
Хирурги из США провели человеку трансплантацию почки, полученной из генетически модифицированной свиньи. СМИ сообщают, что данная операция является прорывом в области ксенотрансплантации, когда органы, клетки или ткани пересаживаются из одного вида в другой.
Один из генетических исследователей говорит, что свиньи с генетическими изменениями обещают обеспечить «неограниченное количество трансплантируемых органов». Но на пути к успеху процедуры есть два критических препятствия: отторжение органа и передача вирусов животных реципиентам. Однако в последнее десятилетие новая платформа и метод с использованием технологии CRISPR/Cas9, часто называемые просто CRISPR, обещают преодолеть эти проблемы или сделать их менее значительными.
Технология редактирования генов CRISPR базируется на природной системе, развитой для борьбы с вирусами. «Генетические ножницы» CRISPR развились у бактерий, помогая им уничтожать вирусную ДНК. Работа с белками Cas и направляющей РНК позволяет ученым точно изменять геном в нужных местах. Состоящая из повторяющихся массивов ДНК и связанных с ними белков, называемых Cas (CRISPR-ассоциированные) белками, иммунная система бактерий привлекла внимание ученых.
В 2012 году две группы исследователей раскрыли, как использовать эту систему. Применяя особый белок Cas (Cas9) с «направляющей РНК», состоящей из одной молекулы, они смогли настроить CRISPR/Cas9 для разрушения и восстановления ДНК по желанию. После чего вживание новых генов в места репарации оказалось возможным. В последних исследованиях в области ксенотрансплантации была применена технология редактирования генов CRISPR для изменения 69 генов у свиньи-донора. Основной целью было убрать вирусные гены и внедрить человеческие.
Редактирование генов с использованием технологии CRISPR открывает новые перспективы в области ксенотрансплантации, но необходимо сохранять осторожность, основанную на данных последних исследований. В 2022–2023 гг. двум пациентам с сердечными пороками, не подлежащим традиционной трансплантации, было предоставлено разрешение на пересадку сердца модифицированной свиньи.
Для более успешной адаптации сердца к организму человека были внесены десять генетических изменений. К сожалению, оба пациента скончались в течение нескольких недель после операции. Ранее в Китае команда хирургов провела успешную трансплантацию модифицированной печени свиньи пациенту, находившемуся в клинической смерти (с согласия семьи). Печень продемонстрировала стабильную функциональность в течение десяти дней после операции.
В ноябре регулирующие органы в Великобритании и США утвердили первую в мире терапию на основе редактирования генома при помощи CRISPR для лечения серьезного заболевания — сферической формы анемии, опасной для жизни. Этот метод, известный как Casgevy, использует технологию CRISPR/Cas-9 для редактирования стволовых клеток пациента из костного мозга. Цель заключается в изменении генов, ответственных за форму красных кровяных клеток, чтобы привести их к здоровой сферической форме, устраняя дефекты, приводящие к «серповидному» образцу клеток.
Хотя в случае Casgevy используются собственные клетки пациента, этот общий принцип также применим к новым методам клинических ксенотрансплантаций: модификации клеточного материала делают его лечебно эффективным для пациента.
Регуляторы медицины и генной технологии получают все больше запросов на одобрение новых экспериментальных исследований с применением генного редактирования и технологии CRISPR. Однако ни ксенотрансплантация, ни терапевтические применения этой технологии не приводят к изменениям в геноме, которые могут передаваться по наследству.
Для этого необходимо вмешательство на самых ранних эмбриональных стадиях развития клеток. В Австралии создание наследственных изменений в геноме человека уголовно наказуемо и влечет за собой 15 лет лишения свободы. На данный момент ни одна страна не разрешает наследственное редактирование генома человека, хотя некоторые страны не имеют конкретного законодательства относительно данной процедуры.
Несмотря на многообещающие заголовки в СМИ, пока нет ни одного случая устойчивой ксенотрансплантации продолжительностью более семи месяцев в человеческом организме. Хотя разрешение на эту трансплантацию в США было выдано в рамках так называемого исключения, традиционные клинические испытания ксенотрансплантации свиньи человеку еще не начались.
Однако, вероятно, для начала таких исследований потребуется существенное улучшение текущих результатов, чтобы получить одобрение регуляторных органов в США или где-то еще.
Ранее исследователи создали первую функциональную ткань мозга, напечатанную на 3D-принтере, которая может развиваться и формировать связи так же, как и настоящая ткань человека. По словам ученых, многие лаборатории смогут использовать их новый метод, поскольку он не требует специального оборудования для биопечати. Ткань легко поддерживать в здоровом состоянии, и ее можно изучать с помощью микроскопов и другого оборудования.
