Свиняче серце. Чи зможуть органи тварин врятувати людські життя

На початку січня в США успішно зробили першу в історії операцію з пересадки свинячого серця людині. Пацієнт почувається добре і вже рветься вставати з ліжка, але лікарі поки не дозволяють, ділиться з LIGA.net попереднім результатом операції Мухаммад Мохіуддін – науковий керівник програми з пересадки від тварини до людини.

Що таке ксенотрансплантація, чому подібні операції досі були безуспішними і чи може пересадка свинячих органів вирішити головну проблему трансплантології: розповідає LIGA.net.  

Читайте нас у Telegram: перевірені факти, тільки важливе

Рутинні пересадки 

В 1967 році хірург Крістіан Барнард вперше в історії провів успішну пересадку серця від людини до людини. Хоча його перший пацієнт прожив лише 2,5 тижня, один із наступних жив із новим серцем аж 23 роки. 

Навіть у наш час далеко не всім пацієнтам так щастить. Але відтоді наука й медицина досягли величезного прогресу у трансплантації органів, і сьогодні операції з пересадки серця вважаються рутинними. Хірурги також успішно пересаджують нирки, печінку, легені та інші органи.

Та попри це, багато людей, яких можна було б врятувати за допомогою таких операцій, не доживають до них. У всьому світі донорських органів просто не вистачає усім, хто їх потребує. Коли йдеться про нирки чи печінку, донором може стати жива і здорова людина. Але коли потрібно нове серце – хтось інший має померти. 

Слідом за професором Преображенським 

Є кілька шляхів до вирішення проблеми. Один з них – створення штучних органів, щось на зразок протезів кінцівок, але для внутрішніх органів. Проблема в тому, що механічні серця, такі, наприклад, як від американської компанії SynCardia, хоча й забезпечують досить високу якість життя, але можуть працювати в людському тілі лише тимчасово, поки людина чекає на донорське серце.  

Інший шлях – спробувати пересадити людині органи тварин. В таких випадках науковці говорять про ксенотрансплантацію ("ксенос" в перекладі з грецької – "іноземний", або "зовнішній"). Наприклад, серце свині, яка зовні мало схожа на нас, досить подібне до нашого. Якби воно могло замінити людське, ми б точно скоротили дефіцит донорських органів.

Читайте також: Вперше в Україні. У Львові провели операцію з трансплантації серця 13-річній дитині

Ідея пересаджувати людині органи інших видів тварин виникла не вчора. Наприклад, у професора Преображенського із "Собачого серця" був історичний прототип. Сто років тому Серж Воронов у Парижі пересаджував чоловікам тканини яєчок шимпанзе. Його пацієнтам не загрожувала неминуча смерть, але в такий спосіб вони прагнули повернути собі молодість. Операції мали шалений попит, але з часом стало зрозуміло, що вони лише шкодять. 

Щоб зрозуміти чому, слід згадати про імунну систему.

Чужинцям тут не місце 

Її завдання полягає в тому, щоб розрізняти "чужих" та "своїх". Чужі – це передусім віруси й бактерії, які можуть викликати хвороби, коли потрапляють до нашого організму. Тому імунна система їх впізнає і знешкоджує. Так само серце або інший орган чи тканину іншої людини наша імунна система справедливо вважає чужими й атакує їх. Саме тому люди після трансплантації органів вживають спеціальні ліки, щоб імунна система не могла відторгнути пересаджені органи. 

А якщо пересаджувати живі тканини чи органи від тварин, то ситуація ускладнюється ще більше. Адже у свині та більшості інших ссавців на поверхні клітин є молекули вуглеводів, які скорочено називають альфа-гал. Але примати, зокрема й людина, в процесі еволюції "загубили" ці молекули, тому наша імунна система вважає їх чужинцями. Якщо в людський організм пересадити орган свині, імунна система одразу "помітить" ці незнайомі молекули і швидко почнеться бурхливий процес відторгнення. 

Це далеко не єдина проблема ксенотрансплантології. Інший важливий момент – віруси й бактерії. Серед них є такі, чий геном буквально "прошитий" в геномі господаря. Наприклад, у свині такі віруси відомі як PERV (ендогенні ретровіруси свині). За звичайних умов вони не загрожують людині, але якщо потраплять до нашого організму разом із пересадженими тканинами, то потенційно можуть призвести до появи нових хвороб, що передаються від людини до людини. 

Історія Бебі Фей

Через ці та інші складнощі всі попередні спроби пересадки людині серця від тварин виявилися невдалими. Найвідоміший випадок стався в США в 1984 році з дівчинкою, що увійшла в історію під іменем Бебі Фей. 

Через вроджену патологію серця їй загрожувала швидка й неминуча смерть, оскільки немовлятам на той час ще не робили пересадку серця. Тому хірург Леонард Бейлі з дозволу матері дівчинки наважився на експеримент – пересадив новонародженій дитині серце бабуїна. 

Історія отримала великий суспільний резонанс, зокрема, операцію критикували за її етичний бік. Дівчинка із серцем бабуїна прожила  після трансплантації три тижні – дуже мало, але значно більше, ніж будь-хто до неї після подібної операції. 

ГМ-свині 

Приблизно за 30 років потому в розпорядженні науковців з'явився такий інструмент, як система редагування геному CRISPR/Cas9, відома також як "генетичні ножиці". Це дуже потужна технологія, яка дозволяє редагувати "генетичний текст" приблизно так, як ми редагуємо звичайний. 

За її допомогою можна, наприклад, змінити геном свині таким чином, щоб живі тканини тварини не викликали бурхливої імунної реакції після пересадки їх до людського тіла, або вирізати з нього генетичний матеріал вірусів, які можуть становити небезпеку для людини. Саме таким шляхом пішли дослідники, щоб отримати генетично модифікованих свиней, чиї серця та інші органи краще суміщатимуться з людським організмом. 

Експерименти з павіанами 

Але перед тим, як вони потраплять до нього, свинячі серця слід перевірити на лабораторних тваринах. Команда дослідників на чолі з Мухаммадом Мохіуддіном із Університету Меріленду в Балтиморі пересаджувала серця генетично модифікованих свиней павіанам – тваринам, значно ближчим до нас з погляду еволюції. 

Дослідників не так цікавило, чи будуть вони виконувати роль "насосу" для перекачування крові, як те, чи приживляться вони в організмі примата. Тому власні серця павіанів залишалися працювати на місці, а свинячі дослідники встановлювали у черевну порожнину тварин. 

Останнім часом вони добилися того, що павіани після пересадки свинячого серця в середньому жили понад рік, а одна з тварин – близько 2,5 років. Це дуже добрий результат, якщо порівнювати з 1980-ми роками, коли примати в подібних експериментах жили близько трьох тижнів. 

Ксенотрансплантація нирок 

Восени минулого року команда американських хірургів під керівництвом Роберта Монтгомері зробила першу спробу пересадити нирку генетично-модифікованої свині людині. Реципієнтом стала жінка, якій діагностували смерть мозку. Це коли мозок вже неможливо повернути до життя внаслідок, наприклад, потужної травми, але решту органів ще можна штучно підтримувати в робочому стані певний час.

Її тіло стало чимось на зразок лабораторії, де можна перевірити роботу нирки генетично модифікованої свині. 

Експеримент тривав дві з половиною доби, упродовж яких дослідники спостерігали, як  нирка, приєднана до судин ноги, виділяє урину. Але чи не найважливіше – те, що упродовж всього цього часу не спостерігалося ознак швидкої імунної реакції, яка заважає пересаджувати людям звичайні свинячі нирки. Це не означає, що імунітет взагалі не реагує на пересаджений орган, але така реакція трапляється після будь-якої трансплантації, і з нею можна впоратися за допомогою спеціальних препаратів. 

Приблизно в той самий час інша група американських хірургів під керівництвом Джеймі Локк (Jayme Locke) здійснила пересадку двох нирок генетично модифікованої свині чоловіку, якому також було діагностовано смерть мозку. Цього разу пересаджені органи працювали три доби, упродовж яких не спостерігалося гострої реакції відторгнення. 

Перша людина з серцем свині 

Кульмінація в історії ксенотрансплантації сталася 7 січня 2021 року. Упродовж кількох тижнів до того 57-річний американець Девід Беннет був прикутий до ліжка в лікарні через те, що його серце вже майже відмовило. За медичними показниками йому не можна було пересаджувати людське серце, і єдине, що залишалося – погодитися на експеримент. Команда хірургів на чолі з тим самим Мухаммадом Мохіуддіном, який досі експериментував із павіанами, провела першу в історії пересадку свинячого серця людині.

"Він (Девід Беннет. – Ред.) почувається нормально, – більше як за три тижні потому розповів LIGA.net пан Мохіуддін. – Хоче вставати зі свого ліжка і ходити до ванної кімнати, але йому поки що зарано".

Сьогодні ніхто не може сказати точно, як довго серце генетично модифікованої свині може працювати в організмі людини. Найкраще, на що можна спертися у прогнозах, – все ті самі результати експериментів на павіанах, де рекордний показник – 2,5 роки. Найімовірніше, це далеко не "стеля", але експериментальні дані не дозволяють обіцяти більшого. 

Для порівняння, після пересадки людського серця щонайменше 90% людей живуть принаймні рік, а рівень п'ятирічного виживання становить близько 70%. 

Чи зможуть в досяжній перспективі свинячі серця або нирки замінити в трансплантології людські органи? 

Коли розпочнуться клінічні дослідження  

"Це моє бажання і наша кінцева мета – забезпечити достатньо органів, щоб ніхто не помер, чекаючи на них, – розповідає пан Мохіуддін. – Людські серця лишатимуться головною опцією, і лише тоді, коли людське буде недоступне, пацієнту запропонують свиняче серце".

Та перш ніж свинячі серця стануть доступними для всіх, хто їх потребує, технологія має пройти клінічні дослідження і отримати схвалення від американського регулятора FDA (Управління з продовольства і медикаментів США). Але, як пояснює Мохіуддін, FDA поки не дозволяє розпочати клінічні дослідження: щоб ухвалити таке рішення, хоче отримати більше результатів експериментів на приматах.

За його словами, жодна інша група дослідників не має подібних результатів на тваринах, отже, складно припустити, що хтось інший розпочне такі дослідження раніше.

Але якщо говорити про свинячі нирки, то тут принаймні дві команди науковців йдуть нога в ногу. Джеймі Локк, яка провела одну з двох на сьогодні операцій з пересадки нирок мертвій людині, заявила, що сподівається отримати дозвіл на клінічні випробування на живих людях вже цього року. 

А Роберт Монтгомері, який зробив другу подібну операцію, сказав у одному зі своїх виступів: він сподівається, що за 5-10 років трансплантація нирок генетично модифікованих свиней до людини теж стане рутинною операцією.

Читайте також: Спецоперація – трансплантація: в Україні вперше провели пересадку від неродинного донора

Автор: Дмитро Сімонов