Iepazīstieties ar cūkām, kas varētu atrisināt cilvēka orgānu transplantācijas krīzi

Foto ar cūku mazuļiem zem gaismas Letīcija Vankona

Objekts atrodas pusceļā starp Minhenes pilsētas centru un tās starptautisko lidostu, aptuveni 23 jūdzes uz ziemeļiem. No ārpuses tas joprojām izskatās kā valsts pārvaldīta saimniecība, kas kādreiz bija, taču, paskatieties pa vecās lauku mājas logiem, jūs redzēsit telpas, kas ir piepildītas ar modernu laboratorijas aprīkojumu.

Jaunākā ēkā fermas aizmugurē Barbara Keslere novelk kedas un apsmidzina basās kājas un rokas ar antiseptisku līdzekli. Dīvainā veterinārārste kāpj pāri līmlentei dušas telpā, atstājot aiz sevis visu, ko spēj no ārpasaules: drēbes, pulksteni, auskarus. Viņa berzē ķermeni un matus — tas ir ļoti griezts, tāpēc ir vieglāk pārvaldīt šīs biežās mazgāšanas.

Pēc dušas viņa atrod savu izmēru starp glītajām drēbju kaudzēm un uzvelk melnas bikses, sarkanu kreklu un melnus krokus. Ārpus ģērbtuves viņa uzliek melnu trikotāžas cepurīti, lai pat viņas īsi apgrieztie mati neizplatītu baktērijas, un pēc tam soļiem dodas pa gaiteni uz bagāžnieku telpu, kur viņa uzmanīgi iekāpj gumijas zābakos līdz ceļiem, kas tiek mazgāti ar elektrisko piedziņu. pēc katras nēsāšanas.

LAIMĪGU VANKONU

Visi šie piesardzības pasākumi ir paredzēti, lai aizsargātu dzīvniekus, kas nav pazīstami ar savu tīrību: cūkas. Un, tiklīdz Keslers atver durvis uz iekštelpu pildspalvām, smarža ir nepārprotama. Galu galā tā ir cūkkūts.

Kad Keslers atslēdz vienu pildspalvu, lai parādītu tās iemītnieku, jauna sivēnmāte izklīst un sāk izpētīt. Tāpat kā citas cūkas šeit, sivēnmāte tiek atstāta bez vārda, tāpēc viņas aprūpētāji pārāk nepieķersies. Viņa ir jāpierunā aiz metāla vārtiem. Neapmācītām acīm viņa uzvedas un izskatās gandrīz kā jebkura cita cūka, bet mazāka.

Svarīgi ir tas, kas atrodas šī dzīvnieka iekšienē. Viņas ķermenis ir padarīts nedaudz mazāk līdzīgs cūkai, veicot četras ģenētiskas modifikācijas, kas padara viņas orgānus vairāk pieņemamus, kad tos pārstāda cilvēkam. Ja viss noritēs saskaņā ar plānu, sirds, kas aktīvi sūknējas cūkas iekšienē, kādu dienu varētu pukstēt cilvēkā.

Dažādu veidu audi no ģenētiski modificētām cūkām jau tiek pārbaudīti uz cilvēkiem. Ķīnā pētnieki ir pārstādījuši insulīnu ražojošas aizkuņģa dziedzera saliņu šūnas no gēnu rediģētām cūkām cilvēkiem ar cukura diabētu. Komanda Dienvidkorejā saka, ka ir gatava mēģināt pārstādīt cūku radzenes cilvēkiem, tiklīdz tā saņems valdības apstiprinājumu. Savukārt Masačūsetsas vispārējā slimnīcā pētnieki oktobrī paziņoja, ka ir izmantojuši gēnu rediģētu cūku ādu kā pagaidu brūču pārklājumu cilvēkam ar smagiem apdegumiem. Viņi saka, ka ādas plāksteris darbojās tikpat efektīvi kā cilvēka āda, ko ir daudz grūtāk iegūt.

Bet, runājot par dzīvības vai nāves orgāniem, piemēram, sirdīm un aknām, transplantācijas ķirurgiem joprojām ir jāpaļaujas uz cilvēka daļām. Kādu dienu sapnis piepildās: ģenētiski modificētas cūkas, piemēram, šī sivēnmāte, tiks sagrieztas vaļā, viņu sirdis, nieres, plaušas un aknas tiks nosūtītas uz transplantācijas centriem, lai glābtu izmisīgi slimos pacientus no nāves.

Minhenes nomalē, Vācijā, Ludviga-Maksimiljana universitātes Inovatīvo medicīnisko modeļu centra pētnieki audzē ģenētiski modificētas cūkas, cerot ar laiku izmantot to pēcnācēju orgānus cilvēku transplantācijai. Letīcija Vankona

Bēbja nāve Fae

Šodien Amerikas Savienotajās Valstīs Katru gadu mirst 7300 cilvēku jo viņi nevar atrast orgānu donoru — divas trešdaļas no viņiem nieres trūkuma dēļ . Daudzos gadījumos vienīgā cerība ir kāda cita traģēdija: nelaimes gadījums, kurā iet bojā kāds, kura orgānus var iegūt.

Ķirurgi, kas meklēja citu orgānu avotu, sākumā pievērsās pērtiķiem, jo ​​tie ir mums vislīdzīgākie dzīvnieki. 1984. gadā maza meitene, kas pazīstama kā Baby Fae, saņēma paviāna sirdi, bet nomira 20 dienas vēlāk , pēc tam, kad viņas imūnsistēma tai uzbruka. Baby Fae īsais mūžs un ātra nāve saņēma globālu uzmanību; daudzi nosodīja ideju nogalināt mūsu tuvākos dzīvnieku radiniekus, lai glābtu sevi. An viedokļu raksts kardiologs laikrakstā Washington Post aprakstīja procedūru kā medicīnisku avantūrismu. Cits, iekšā Medicīnas ētikas žurnāls , bija virsraksts Baby Fae: lopisks bizness.

Pēc tam 90. gados pētnieki un biotehnoloģiju uzņēmumi pievērsās cūkām kā izvēlētajam donoram. Tā kā mēs ēdam cūkas (120 miljoni no tiem gadā tikai ASV), to orgānu atņemšana daudziem šķita mazāk morāli apgrūtinoša. Zinātniski to orgāni ir aptuveni pareizā izmēra, ar līdzīgu anatomiju, un cūkas sasniedz pilngadību apmēram sešos mēnešos — daudz ātrāk nekā primāti. Taču radās problēma: cūkām ir vīrusi, kas varētu pārņemt cilvēkus. Turklāt, izmantojot tajā laikā pieejamo vienkāršo gēnu inženieriju, transplantētie orgāni neizturēja ilgi, kad tos testēja ar pērtiķiem. Viņi vienkārši, ģenētiski runājot, bija pārāk sveši.

Runājot par dzīvības vai nāves orgāniem, piemēram, sirdīm un aknām, transplantācijas ķirurgiem joprojām ir jāpaļaujas uz cilvēka daļām.

Vairāk nekā divas desmitgades vēlāk gēnu inženierijas sasniegumi ir atdzīvinājuši tā saukto ksenotransplantu izredzes. Karstākais diskusiju avots šajā jomā: tieši cik daudz gēnu rediģēšanas ir nepieciešams tādām cūkām kā šīs, lai pārvarētu sugu barjeru. Labi finansēts ASV uzņēmums eGenesis, kas vada vairāk-ir labāk nometni, saka, ka ir veicis divciparu izmaiņu skaitu cūkām, kuras tas audzē kopā ar māsas uzņēmumu Ķīnā.

Vācieši Minhenes objektā atrodas mazāk-ir-vairāk nometnē. Cūkām, ar kurām viņi strādā, ir trīs galvenās ģenētiskās modifikācijas, kas sākotnēji tika veiktas pirms vairāk nekā desmit gadiem, un tās visas ir paredzētas, lai neļautu paviāniem un cilvēkiem atgrūst savus orgānus. Gēna, kas ražo cukuru, ko sauc par galaktoziltransferāzi, izslēgšana neļāva saņēmēja imūnsistēmai nekavējoties atgrūst citas sugas orgānu. Otrajā izmaiņā tika pievienots gēns, kas ekspresē cilvēka CD46, proteīnu, kas palīdz imūnsistēmai uzbrukt svešiem iebrucējiem, nepārreaģējot un neizraisot autoimūno slimību; trešajā tika ieviests gēns proteīnam, ko sauc par trombomodulīnu, kas novērš asins recekļu veidošanos, kas citādi iznīcinātu transplantēto orgānu.

Mazāku skaitu labojumu var labāk kontrolēt un izmērīt, un to ietekmi ir vieglāk dokumentēt, saka Ekhards Volfs, kurš vada šo bijušo sovhozu Minhenes nomalē, ko tagad sauc par Inovatīvo medicīnas modeļu centru. Ja kaut kas noiet greizi, kā tas bieži notiek ksenotransplantācijā, būs skaidrs, kur ir problēma. Ar vairāk labojumu rodas vairāk potenciālo problēmu. Kādā brīdī jūs esat tādā situācijā, ka jums nav ne jausmas, ko dara papildu ģenētiskā modifikācija, viņš saka.

Izmērs a sirds

2018. gadā Minhenes centra cūku sirdis tika pārstādītas 14 paviāniem. Divi no pērtiķiem izdzīvoja sešus mēnešus, kas ir visilgāk, kāds dzīvnieks ir dzīvojis ar citas sugas sirdi. Ziņojumā iekšā Daba pagājušā gada decembrī vācu pētnieki savu sasniegumu raksturoja kā pagrieziena punktu ceļā uz klīnisku sirds ksenotransplantāciju.

Veterinārārste Barbara Keslere izrāda savas iestādes jaunākos sivēnus. Letīcija Vankona

No pirmajiem pieciem paviāniem, kas ieguva cūkas sirdi, četri nomira vienas vai divu dienu laikā, un, kad piektais nomira pēc mēneša, tā sirds bija slima. Nākamajā paviānu partijā Vilka līdzstrādnieks Bruno Reiharts, pensionēts sirds transplantācijas ķirurgs, pārpludināja orgānu ar barības vielām, hormoniem un sarkanajām asins šūnām no brīža, kad tas tika izņemts no cūkas, līdz tas pilnībā funkcionēja dzīvniekā recipientā. Trīs paviāni, kas tika ārstēti ar šo pieeju, dzīvoja 18, 27 un 40 dienas.

Pēdējiem pieciem paviāniem bija tāda pati procedūra, taču tie tika turēti arī ar imūnsupresantiem. Divi nodzīvoja 182 un 195 dienas, taču pagājušajā gadā, kad viņiem vēl bija laba veselība, nācās veikt eitanāziju, jo bija tik grūti turpināt pretatgrūšanas terapiju. Nav praktiski paviānam atstāt intravenozo līniju ilgāk par sešiem mēnešiem. Taču arī pārliecināt paviānu lietot narkotikas nav vienkārši. Tāpat kā mazi bērni, viņi nedzer visu, kas smaržo pēc medikamentiem.

Reiharts saka, ka strādā pie labākas piegādes sistēmas, kas ļaus paviāniem vismaz gadu lietot zāles pret atgrūšanu — tik daudz laika, pēc viņa teiktā, ir nepieciešams, lai pierādītu, ka ksenotransplantācija ir gatava pārbaudei cilvēkiem.

Tomēr paviānu pētījuma vidū Vilks un Reikarts pamanīja neparedzētu problēmu: sirsniņas, kas tika ievāktas no mazuļiem cūkām, lai pārliecinātos, ka tās ir pietiekami mazas paviāniem, turpināja augt tā, it kā tām joprojām būtu lemts saglabāt 600 mārciņas ( 270 kilogramu) cūka. Pārstādītā sirds svēra par 62% vairāk nekā tipiska paviāna sirds: masīva sirds aizaugšana, jo papīrs aprakstīja to. Paviāniem jaunās sirdis izspieda citus būtiskus orgānus un dažos gadījumos izraisīja dzīvnieka nāvi.

Pēc dušas, matu mazgāšanas un sterilu apģērbu uzvilkšanas Keslere ielūkojas telpā, kurā atrodas pētāmās cūkas.

Cūku novietnē Keslers man parādīja Vilka risinājumu šai problēmai: divas māsas sivēnmātes, kas izveidotas ar vēl vienu CRISPR gēna labojumu. Pētniekiem ir izslēgts dzīvnieku augšanas hormona receptoru (GHR) gēnu, atstājot tos apmēram uz pusi mazāku par tipisku cūku. Abi nosver svarus aptuveni 175 mārciņas (79 kg), salīdzinot ar gandrīz 400 mārciņām parastai sivēnmātei. Grūtniece māsa stāvēja otrpus zālei viena pati pildspalvā ar seju pret sienu. Metāla stieņi neļāva viņai apgulties pie sienām — tas bija piesardzības pasākums, lai aizsargātu sivēnu metienu. Lai gan viņa tika audzēta ar pilna izmēra cūku tēviņu, aptuveni pusei viņas pēcnācēju vajadzētu trūkt GHR gēna.

Ietaupīšanas izmaksas uz dzīvi

Nav lēti izveidot gēnu rediģētu cūku un pēc tam paaugstināt to līdz standartam, ko pieprasa ASV Pārtikas un zāļu pārvalde un citas aģentūras, kas regulētu transplantāciju no cūkām uz cilvēku visā pasaulē. Keslere un viņas kolēģi klonē cūku embrijus, ievietojot vajadzīgo ģenētisko materiālu olās, kas pirmdienās un otrdienās savāktas no vietējās lopkautuves. Lai samazinātu mikrobu skaitu, katrai jaunai cūku līnijai jāsāk ar dzīvnieka ieņemšanu laboratorijas traukā, dzemdībām ar ķeizargriezienu un atdalīšanu no mātes dzimšanas brīdī. Vēlākās paaudzes bez dīgļiem neprasa tik daudz piesardzības pasākumu un maksā tikai aptuveni 10 reizes dārgāk par cūku audzēšanu bekonam un cūkgaļai, saka Keslers.

Šajā cūku fermā dzīvo apmēram 120 gēnu rediģētas cūkas un 150 sivēni (viena no nedaudzajām visā pasaulē), taču pat tā nevar atļauties audzēt cūkas atbilstoši standartam, kas būs nepieciešams pirms orgāna pārstādīšanas cilvēkam. Vilka valsts dotācija nesegs izmaksas par HEPA filtriem, lai attīrītu gaisu katrā cūku novietnes telpā vai apstarotu īpašās veģetārās barības granulas, kuras tiek ievestas ar kravas automašīnu. Pētnieki gadiem ilgi lobēja finansējumu, lai izveidotu perimetra žogu, lai. turiet mežacūkas un to baktērijas ārpus īpašuma.

Zinātnieks Kurome Mayuko gatavojas darbam ar cūku embrijiem, ieviešot gēnu modifikācijas, kas, cerams, padarīs viņu transplantētos orgānus vairāk pieņemtus cilvēkiem. LAETĪCIJA VANKONA

Reiharts saka, ka viņam tikai nepieciešams finansējums, lai pabeigtu vēl vienu izmēģinājumu, ar cūku sirdīm veselu gadu uzturētu paviānu dzīvus, pirms viņš būs gatavs tos pārbaudīt cilvēkos. Tuvojas arī citas grupas. Floridā transplantācijas ķirurgs Džozefs Tektors, kurš nesen pārcēlies uz Maiami universitāti, saka, ka viņam vienkārši vajadzīgs laiks, lai izveidotu tādu cūku iestādi, kāda ir tikai Wolf's, kas ir stingrāka, un tad viņš būs gatavs pārbaudīt cūku nieres cilvēkiem. Alabamas-Birmingemas universitātē ir cūku iestāde, lai atbalstītu klīniskās transplantācijas, un eksperti pēta gan sirdis, gan nieres. Viņu pirmais ksenotransplantācijas klīniskais pētījums varētu būt zīdaiņiem, kas dzimuši ar iedzimtām sirds malformācijām. Cūkas sirds varētu kalpot — kā tika cerēts Baby Fae — kā tilts, līdz viņi saņems cilvēka sirdi.

Reikarts saka, ka viņš to nedara nepieciešams būt pirmajam, kurš veiksmīgi veic ksenotransplantāciju. Bet viņš uzskata, ka viņš, visticamāk, būs viens no pirmajiem, jo ​​viņš ir tik tuvu. Pēc gadu desmitiem ilgas izpētes cūkas Minhenes laboratorijā varētu būt tās, kas ļauj ķirurgiem pārvarēt sugu barjeru.

paslēpties