Ксенотрансплантация: шанс для миллионов⁠⁠

Если вы миллениал, то, возможно, видели фантастический фильм «Остров» 2005 года с Оби-Ван Кеноби и Наташей Романофф в главных ролях. В фильме злобная корпорация выращивала клонов разных богатеев, чтобы когда им станет плохо (богатеям, в смысле), пересадить им здоровые органы клонов.

Если вы всё ещё миллениал или просто любите почитать всякое разное, то, возможно, читали и книгу Александра Беляева «Человек-амфибия». В ней одним из центральных персонажей был доктор Сальватор, который занимался пересадкой органов от одного вида к другому, из-за чего стало возможным появления разных существ вроде Ихтиандра — человека с жабрами акулы.

Тогда это казалось пусть жуткой, но фантастикой. А вот сегодня — уже реальность, которая, как это обычно и бывает, в чём-то даже превзошла фантастику.

История и потребность

Трансплантацией человеческих органов или тканей сейчас никого не удивишь: технология давно отлажена и стала рутиной. Однако у неё есть ряд ограничений, главное из которых — отсутствие достаточного числа доноров.

Поэтому человечество ещё сотни лет назад задумывалось о пересадке органов животных человеку, периодически предпринимая попытки осуществить пересадку на практике. Увы, до сегодняшнего дня успехи были крайне ограниченными. Реципиенты жили считанные часы/дни или месяцы.

Главная причина такого положения дел — отторжение донорского органа. Иммунная система человека обнаруживает чужеродность и атакует.

Так что приходится ограничиваться человеческой трансплантологией, но доноров сильно не хватает. Например, в США в 2024 году было 103 233 человека, нуждавшихся в новых органах. И число это постоянно растёт, несмотря на все усилия, а операций проводится сильно меньше — около 48 тысяч в том же 2024 году. Всё это приводит к тому, что в день умирает 13 человек, не дождавшихся реципиента. Вот так вот выглядела очередь на трансплантацию в США на сентябрь 2024 года:

Самая нуждающаяся группа людей — люди с проблемами почек. На втором месте люди с проблемами печени, а затем с сердцем.

В США около 37 миллионов человек живут с разными заболеваниями почек, а почечная недостаточность (или вовсе терминальная её стадия) ежегодно диагностируется у 126 тысяч человек. И конца-края этому не видно: эпидемия ожирения/неправильного питания захлестнула мир, в том числе и США, поэтому число людей с проблемами будет только расти. Так что как ни наращивай число доноров, делу это не поможет.

Основные препятствия

В попытке решить проблему низкого числа доноров человечество обратилось к ксенотрансплантации — пересадке органов от одного вида к другому. Однако очень быстро выяснилось, что как в «Человеке-амфибии» ничего не работает: органы и ткани просто отторгаются, после простой пересадки человек живёт несколько часов.

Сегодня мы знаем, что существует несколько факторов, которые делают простую пересадку невозможной:

• Эндогенные вирусы. Основным кандидатом на ксенодонора является свинья как вид, а у них в геноме присутствуют вирусные ДНК. Для самой свиньи они не опасны, а вот при попадании в организм человека могут активироваться и что из этого получится, сказать сложно;

• Отторжение иммунной системой. Человеческий иммунитет воспринимает органы как чужеродные и начинает их отторгать. Отторжение может быть как острым (в течении часов), так и хроническим — это когда орган всё же запускается, но иммунные клетки продолжают его воспринимать чужеродным и атакуют, пусть и не так активно.

Второй фактор является ключевым, без его решения никакая ксенотрансплантология работать не будет.

Например, первый пациент получил модифицированное свиное сердце в 2022 году и прожил с ним всего 2 месяца. Втором пациенту провели аналогичную операцию в 2023 году и прожил он меньше 2 месяцев.

С 2024 года начались эксперименты по пересадке свиных почек, которые тоже окончились смертями пациентов. Однако, на этот раз всё шло и идёт куда удачней, так как первые два пациента, хотя и прожили 2-3 месяца, скончались не по причини отторжения органа. Третья пациентка смогла «протянуть» около 4 месяца и 9 дней со свиной почкой, после чего та перестала функционировать из-за внешнего инфекционного заболевания. На начало 2025 года это был рекордный срок, и, если бы пациент не заразился патогеном, возможно, жил бы с почкой до сих пор.

Что нужно сделать?

Хоть сколько-нибудь осмысленная ксенотрансплантация стала возможна только с развитием генной инженерии. Чтобы орган не отторгался, компании редактируют геном свиней. В частности, компания eGenesis проводит редактирование сразу по трём направлениям:

1. Инактивируются гены эндовируса свиньи;

2. Инактивируются свиные гены, благодаря которым вырабатываются специфические сахара из-за которых происходит сверхострое отторжение донорского органа;

3. В геном свиньи вставляются человеческие гены, благодаря которым орган должен перестать распознаваться как чужеродный.

Скорее всего, это далеко не все исправления, которые нужно внести в геном донора, чтобы донорский орган не отторгался и со временем их станет больше.

Прорыв?

Двадцать пятого января 2025 года компания eGenesis трансплантировала второму пациенту свиную донорскую почку. К тому времени Тим Эндрюсу исполнилось 66 лет и он уже 2 года находился на гемодиализе, так как собственные почки у него не работали. У человека была нулевая группа крови, поэтому шансы дождаться человеческой почки для него не превышали 10%, а вот шансы на исключение из списка реципиентов или смерти достигали почти 50%.

С тех пор Тим Эндрюс вернулся к жизни без еженедельного гемодиализа и жив до сих пор. Это первый в истории случай, когда ксенотрансплантат не отторгается так долго (7,5 месяцев). Прошедший срок позволяет надеяться, что почка действительно прижилась.

Лето 2025 года та же eGenesis произвела пересадку третьему пациенту. У него тоже всё прошло хорошо и почка работает уже три месяца как.

Отличие всех трёх случаев от предыдущих в том, что у пациентов не происходило отторжения почки. Во время неудачных трансплантаций сердца процесс отторжения с побочными эффектами запустился практически сразу же, просто был растянут по времени.

Увы, пока прорыва, при котором человек может вернуться к полноценной жизни, не случилось. Все реципиенты вынуждены принимать иммунносупрессоры (в том числе экспериментальные), а значит, особо подвержены воздействию патогенов.

Но в любом случае, это большой шаг вперёд, так что на днях eGenesis получила разрешение FDA на проведение уже полноценных клинических испытаний. В ближайшие пару лет планируется осуществить до 50 ксенотрансплантаций. Настолько масштабные испытания покажут, какие ещё гены нужно исправить, чтобы органы лучше приживались и дадут понимание, на каких этапах заболевания/при каких сопутствующих заболеваниях трансплантация даст наибольший эффект.

Помимо ксенотрансплатации почек идёт работа и над похожими технологиями пересадки печени и сердца.

Что NEXT?

Пока человечество не научилось лечить болезни исключительно молекулярными методами, пересадка органов будет востребована. Приблизительное направление развития ксенотранспланталогии можно представить так:

• Этап I. Доработка технологии, животные донорские органы приживаются почти с той же эффективностью, что и человеческие;

• Этап II. В телах доноров выращивают не животные, а человеческие органы (на стадии экспериментов);

• Этап III. Выращивание человеческих органов в искусственной среде, в том числе из собственных плюрипотентных клеток пациента.

О сроках, когда донорские животные органы будут работать хотя бы приблизительно с той же эффективностью, что и человеческие, сказать нельзя. Но, например, технология CRISPR/Cas9 “родилась” в 2012 году, а эксперименты с ксенотрнасплантацией начались и вовсе буквально несколько лет назад — и уже сейчас заметны серьёзные успехи. Так что, возможно, уже лет через 5 всё встанет на конвейер.

P.S. Ещё у меня есть бессмысленные и беспощадные ТГ-каналы (ну а как без них?):

Вот тут про молекулярную биологию, медицину и новые исследования: https://t.me/nextmedi;

Мой личный, куда сваливается наука и всякое гиковское: https://t.me/deeplabscience.