Ксенотрансплантация: новое направление в трансплантологии

Что такое ксенотрансплантация? По определению Food and Drug Administration (FDA), этим термином называют пересадку или другие методы введения в организм человека органов, жидкостей или тканей, содержащих живые клетки, и принадлежащие другому биологическому виду. А также органов, тканей или клеток человека, контактировавших ex vivo (то есть вне организма) с органами, клетками или тканями другого вида.

На Сайте вы найдете информацию о цели ксенотрансплантации, ее рисках и преимуществах.

Интересные цифры

Каждый год в мире проводится более 100 тысяч операций по пересадке органов от человека к человеку, а также вдвое больше операций по пересадке тканей и клеток. Более 25 тысяч почек переносятся пациентам, около 10 тысяч людей получают новую печень, 2-4 тысячи живут с новым сердцем. 1,5 тысячи людей дышат свежими легкими, а более тысячи поджелудочных желез начинают функционировать в новых телах.

В развитых странах около 200 тысяч человек ожидают донорских органов. Каждый год спрос на пересадки увеличивается на 15-20%. Треть пациентов, ожидающих органы, умирают, не дождавшись своей очереди.

В России каждый год около 9-10 тысяч человек нуждаются в пересадке почек, но проводится всего около 1000 операций, что удовлетворяет лишь приблизительно 10% запросов. По пересадке сердца удовлетворяется только около 27% потребности. Только дети, нуждающиеся в пересадке печени, могут получить необходимые органы от родственников-доноров.

В сущности, у человека нет запасных частей. Парные органы не рассматриваются как запасные, так как оба нужны. Исключениями являются случаи, когда один из парных органов «делится» живым донором, что является примером самопожертвования. Поэтому ведутся исследования по поиску способов использования органов других животных для трансплантации.

Кто поделится органами?

Если органы одного вида пересаживают другому виду для трансплантации, это называется конкордатной ксенотрансплантацией. Например, сердце мыши могут пересадить крысе, а почки обезьяны человеку.

Если донор и получатель принадлежат к разным видам, таким как человек и свинья, или кошка и собака, это будет дисконкордатной ксенотрансплантацией.

В России разрешено применять только препараты без живых клеток, поэтому это не считается настоящей трансплантацией.

Первенство в попытке пересадить почки приматов человеку принадлежит Киту Реемтсме из Луизианы (США), который сделал это не из любопытства, а с намерением продлить жизнь пациентам. В 1960-х годах Реемтсма провел 13 операций по пересадке почек шимпанзе людям. К сожалению, все пациенты умерли в течение 8 недель от инфекционных осложнений или отторжения. Лишь одному из больных удалось не только прожить почти 9 месяцев, но и вернуться к работе.

После пересадки обезьяньих почек у пациентов Томаса Старзла результат был еще хуже: никто из них не прожил и 2 месяцев.

В 1964 году Джеймс Харди пытался пересадить сердце шимпанзе умирающему пациенту, но это закончилось неудачей: меньшее по размеру сердце не смогло справиться и пациент скончался через несколько часов.

В девяностых годах группа врачей из Швеции провела эксперимент по пересадке островковых клеток поджелудочной железы свиньи нескольким пациентам, страдающим сахарным диабетом. Хотя некоторые пересаженные островки принялись, общий результат оказался недостаточно успешным.

В тысяча девятьсот восьмидесятом третьем году Леонард Бейли произвел операцию по пересадке сердца бабуина маленькой девочке, так как у нее с рождения была серьезная патология, которая могла привести к смерти ребенка в течение нескольких дней. Вмешательство прошло успешно. Однако спустя двадцать дней началась реакция отторжения, и девочка скончалась. Возможно, причиной неудачной исхода стала несовместимость по группе крови.

Позже было создано лекарство под названием такролимус, которое вдохнуло надежду в сердца пациентов, ожидающих трансплантацию. Этот препарат позволял снизить активность иммунной системы в ответ на появление чужеродных белков. Несмотря на то, что применение такролимуса не спасло двоих взрослых пациентов Томаса Старзла, которым в 90-е годы была проведена трансплантация обезьяньей печени. Один из них прожил около 2 месяцев, а другой скончался гораздо раньше.

Позднее обезьяны перестали привлекать внимание трансплантологов, так как они были внесены в Красную книгу исчезающих видов. Кроме того, были выявлены ретровирусы, вызывающие серьезные опасения относительно возможного появления новых инфекций, и все исследования, связанные с пересадкой органов приматов на людей, были запрещены повсеместно.

После отказа от использования обезьян в исследованиях, внимание ученых переключилось на свиней. Хотя свиньи не так близки к человеку с иммунологической точки зрения, как его «родственники» — обезьяны, с помощью генной инженерии удалось вывести свиней, клетки которых не вызывают у человеческой иммунной системы отторжения. Кроме того, разведение свиней проще, чем обезьян, и они растут быстро. Их органы сопоставимы по размеру с человеческими, и у них есть много общего с человеком.

Тем не менее, есть и существенные различия, которые могут оказать влияние.

Что мешает использовать органы свиньи?

Даже генная инженерия пока не в состоянии превратить свинное сердце в человеческое. Жизнь свиньи проходит быстрее, и протекает иначе. Срок ее существования ограничен всего 15 годами. Скорость старения пересаженных органов — вопрос остается открытым, на который пока не дан никакой ответ. Температура тела свиньи выше, чем у человека — 39°С против 36-37°С, что также может сказаться на жизнеспособности органа и его «сроке годности». Вопрос о том, будут ли ферменты работать при такой разнице в температуре, до сих пор остается неясным.

Гормональный фон также отличается. Свиный инсулин может повлиять на процессы усвоения глюкозы, а другие гормоны, такие как ренин и эритропоэтин свиньи, оказываются неэффективными для человека.

Более две тысячи белков производится в свиной печени, и значительная часть из них может быть несовместима с организмом человека, или просто не будет функционировать из-за межвидового барьера.

Однако, необходимо отметить, что основная проблема заключается в сверхостром отторжении чужеродных тканей. Генная инженерия стремится решить эту проблему. Еще одним препятствием является острое гуморальное отторжение, которое проявляется в отеках, кровоизлияниях и тромбозах сосудов. В обоих случаях реакцию вызывает наличие в пересаженной ткани свиньи эпитопа gal (трисахаридная группа галактозил a-(1,3)-галак-тозил-β-(1,4)-N-ацетил-глюкозаминил), отсутствующего в организме приматов, включая человека. Иммунная система воспринимает его как врага, который необходимо атаковать.

Третьим препятствием является клеточное отторжение, при котором как клетки организма-реципиента, так и клетки тканей донора могут атаковать друг друга.

Однако, новые эксперименты предоставляют надежду на успех.

Ученые провели эксперимент по пересадке почек генетически модифицированных свиней людям, у которых мозг перестал функционировать, но организм был поддерживаем системами жизнеобеспечения. В организме «пациента» с Университета Алабамы почки начали функционировать и производить мочу.

Отзыв профессионала

Пэйдж Порретт, специалист по трансплантологии

Для подготовки к клиническим исследованиям по ксенотрансплантации мы провели операцию по двустороннему удалению почек у пациента с клинической смертью мозга, а затем пересадили ему два органа от генетически модифицированной свиньи. Имплантация длилась 74 часа, и за это время не наблюдалось ни клеточного, ни острого отторжения, а органы оставались жизнеспособными. В дополнение, не было выявлено никаких признаков передачи свиней ретровирусов. Этот эксперимент доказал, что главные препятствия для ксенотрансплантации человека могут быть преодолены.

В штате Мэриленд был проведен успешный трансплантат сердца ГМ-свиньи 57-летнему пациенту, и его состояние улучшилось.

Риск передачи инфекций

Одним из крупнейших угроз для человечества является риск передачи инфекций через видовой барьер.

Активность фермента транскриптазы, который обладают ретровирусы, дает им возможность интегрировать свой геном в хромосомную ДНК хозяина, что делает его уязвимым перед инфекцией, на которую прежде был иммунным.

Вирусы из других видов опасны тем, что при передаче может происходить кросс-инфицирование. Если геном вируса животного смешивается с человеческим, инфекция может стать угрозой для обоих видов. Именно такие изменения, которые облегчают вирусам преодолевать межвидовой барьер, стали причиной серьезных эпидемий гриппа — «свиная», «птичья», а два года назад и пандемии коронавируса. Именно таким образом появился ВИЧ в человеческой популяции, когда обезьяньи ретровирусы адаптировались к новому хозяину — организму человека.

Уже выявлено, что у свиней есть собственные ретровирусы, которые могут проникать в человеческие клетки in vitro. Следовательно, нельзя исключить возможность развития подобного сценария и in vivo.

В Японии ученые заняты созданием генетически модифицированных свиней, у которых эндогенные ретровирусы заблокированы «генами молчания», что уменьшило бы риск перекрестных инфекций.

Однако, существуют также прионы, способные преодолевать межвидовые барьеры. Например, случаи передачи губчатой энцефалопатии при трансплантации уже известны.

В общем, вопросов по поводу ксенотрансплантации больше, чем ответов.

А этические аспекты мы еще не касались.

Этические вопросы: много сложностей

Использование органов животных для пересадки в организм человека вызывает неоднозначные вопросы, связанные с моралью и этикой.

• Следует ли лишать животное жизни для того, чтобы получить его органы?
• Имеют ли животные какие-либо права, которые нарушаются при таких пересадках?
• Подходит ли использование человеческих клеток или генов для улучшения животных к этическим нормам?
• Ставит ли нарушение природного порядка искусственная имплантация свиного сердца или почки под угрозу человеческое достоинство?
• Какие последствия могут быть у таких пересадок на организм человека и его потомство в будущем, спустя годы, через несколько поколений?

Проблематика последнего момента заключается в том, что пациент, одобривший ксенотрансплантацию, должен дать безапелляционное согласие на постоянный мониторинг своего состояния и соблюдение определенных инструкций. Более того, ему требуется уведомить всех своих контактов о процедуре ксенотрансплантации и потенциальной угрозе распространения инфекций. Таким образом, основные права личности могут быть нарушены в данном случае.

С точки зрения религии вопрос также сильно усложняется. В иудаизме и исламе свиньи считаются запретными животными, и ни один верующий мусульманин или иудей не согласится на использование свиных органов. В индуизме трансплантация органов вообще отвергается, поскольку человеческое тело должно оставаться неприкосновенным. Хотя официально запрета на использование частей тела животных для спасения жизни человека нет. Правда, если это животное не корова.

Таким образом, перспективы ксенотрансплантологии есть, но пока они остаются неясными. И это не только из-за медицинских проблем.

Впрочем, и допустимая трансплантация органов от человека к человеку тоже не проходит без трудностей. О некоторых из них можно узнать из статьи «Право на органы: этика и российская реальность».

Преимущества использования органов свиньи

Использование органов свиньи для трансплантации имеет ряд технологических препятствий, однако такой подход предоставляет ряд значительных преимуществ перед использованием органов других животных.

1.	Более близкое генетическое сходство.
2.	Более сопоставимые размеры органов.
3.	Большая доступность и низкая стоимость.
4.	Меньше риска передачи инфекций человеку.

Несмотря на некоторые технологические сложности, использование органов свиньи подчеркивается значительными преимуществами, сделавшими этот подход перспективным и эффективным в трансплантологии.

Технологические препятствия для использования органов свиньи

Сложности в совместимости органов — одной из основных проблем при трансплантации органов свиньи на человека является различие в структуре и функциях между органами разных видов. Это может привести к отторжению трансплантата и серьезным осложнениям после операции.

Необходимость развития специальных методов и технологий — для успешной трансплантации органов свиньи необходимо разработать новые методы предобработки органов, а также специальные препараты для поддержания иммунной системы получателя.

Проблемы безопасности и этические аспекты — использование органов животных для пересадки вызывает ряд серьезных вопросов по безопасности и этике. Необходимо провести дополнительные исследования и испытания, чтобы убедиться в безопасности и эффективности этого метода.

Потенциальные риски и побочные эффекты — при использовании органов свиньи для трансплантации возможны различные побочные эффекты и осложнения, которые требуют дополнительного изучения и контроля.

Перспективы развития трансплантологии — несмотря на технологические препятствия, использование органов свиньи для трансплантации имеет большой потенциал развития и может стать значительным прорывом в медицине в ближайшие годы.

Перспективы развития трансплантологии с использованием животных органов

В данном разделе мы рассмотрим возможные направления развития трансплантологии, основанные на использовании органов животных. Это новое направление медицины открывает перед нами широкие горизонты для решения проблем нехватки донорских органов и снижения смертности пациентов, ожидающих трансплантацию.

• Исследования и разработки в области трансплантологии с использованием животных органов позволяют улучшить медицинскую практику и развить новые методы лечения, которые могут спасти миллионы жизней.
• Внедрение новых технологий и методик трансплантации животных органов открывает перед нами возможность проведения более сложных операций и успешного протезирования органов.
• Совершенствование техник имплантации животных тканей и органов позволяет увеличить эффективность трансплантации и снизить риск отторжения донорского материала.

Таким образом, перспективы развития трансплантологии с использованием животных органов несомненно обещают революцию в медицине и принесут новые возможности для лечения тяжелых заболеваний и спасения человеческих жизней.

Этические аспекты пересадки органов от животных

При обсуждении пересадки органов от животных важно учитывать моральные и этические аспекты данной процедуры. Возникновение вопросов оправдано, так как пересадка органов от животных вызывает смешанные чувства у общества.

Одной из основных дилемм, стоящих перед нашим обществом, является баланс между спасением человеческих жизней и уважением к животным. Поднятие вопросов о правильности использования животных органов для пересадки направлено на поиск оптимального решения, которое учитывает и человеческие интересы, и этические нормы.

Благодаря этическим дебатам и осознанному подходу к использованию животных органов, можно добиться принятия обществом правильного и взвешенного решения. Важно помнить о необходимости уважения к живым существам и обязательности соблюдения этических стандартов в медицине.

Обсуждение этических вопросов в пересадке органов от животных способствует формированию более осознанного и гуманного подхода к этой теме. Поиск баланса между медицинскими потребностями и этическими принципами является важным шагом к развитию трансплантологии с использованием животных органов.

Видео по теме:

Вопрос-ответ:

Зачем может понадобиться ксенотрансплантация?

Ксенотрансплантация может понадобиться в случае, когда нет подходящего человеческого донора для пересадки органа, либо когда пациент нуждается в срочной трансплантации, но не может ждать долгих очередей. Это может спасти жизнь пациенту.

Какие риски могут быть связаны с ксенотрансплантацией?

Одним из основных рисков ксенотрансплантации является возможность передачи инфекций с животного на человека. Кроме того, возможны отторжение пересаженного органа, различные осложнения и реакции на иммунный системы.

Какие органы могут быть пересажены в рамках ксенотрансплантации?

В рамках ксенотрансплантации могут быть пересажены органы, такие как сердце, почки, печень, легкие и другие органы. Также возможна трансплантация клеток и тканей.

Есть ли успешные примеры ксенотрансплантации в медицинской практике?

Да, есть отдельные успешные случаи ксенотрансплантации, но данный метод все еще находится в стадии развития и испытаний. Среди успешных примеров можно выделить пересадку клеток и тканей у животных на человека.

Какие перспективы открывает для медицины ксенотрансплантация?

Ксенотрансплантация открывает перспективы для расширения пула органов для пересадки, снижения смертности пациентов в ожидании трансплантации и развития новых методов лечения. Однако, необходимо продолжать исследования для минимизации рисков и повышения эффективности данной процедуры.