Трансплантират генномодифициран свински бял дроб на мъж в мозъчна смърт

Акценти

Китайски лекари от Университетската болница в Гуанджоу осъществяват трансплантация на бял дроб от генномодифицирано прасе на 39-годишен мъж, изпаднал в мозъчна смърт. До момента е извършвана ксенотрансплантация на сърца, бъбреци и черен дроб. Определят ксенотрансплантацията като безпрецедентна, вероятно защото белият дроб работи в продължение на девет дни.

Ксенотрансплантацията

Досега не са трансплантирани генетично модифицирани свински бели дробове на хора, а това оставя без отговор ключови въпроси, сред които какъв ще бъде човешкият имунен отговор и какви са рисковете от бързо отхвърляне.

„Докладваме случай на ксенотрансплантация на бял дроб от прасе на човек. Белият дроб е с шест гена. Трансплантиран е на 39-годишен мъж с мозъчна смърт след мозъчен кръвоизлив. Белият дроб запази своята жизнеспособност и функционалност в продължение на 216 часа, нямаше и признаци на хиперостро отхвърляне на органа или на инфекция“, пишат авторите от Университетската болница в Гуанджоу в публикация в Nature Medicine, в която представят ксенотрансплантацията и резултатите от нея.

Трансплантацията е осъществена на 15 май 2024 г., след като екипът получава съгласието на близките на 39-годишен мъж, чиято мозъчна смърт е потвърдена след четири клинични оценки. Лекарите оставят десния бял дроб на мъжа, а заменят левия му с бял дроб на прасе, което е генномодифицирано. Животното преминава през шест процедури за генно редактиране като основната цел е да се намалят имунните рискове за органа му след трансплантацията.

Първите часове и минути след трансплантацията са особено опасни, но по време на тях няма признаци на остро отхвърляне на белия дроб.

Данните от множество изследвания – дихателни, кръвни, образни, показват, че трансплантираният бял дроб поддържа добри функции.

В същото време обаче до ден след трансплантацията тялото на пациента започва да произвежда противовъзпалителни молекули и белите кръвни телца инфилтрират свинския бял дроб. Сканирането на гръдния кош показва как новия орган се пълни с течност, което е признак на увреждане на тъканите, но все пак не става дума за изключително остра реакция на отхвърляне. Няма открити признаци и на активна инфекция.

„Постигнатото от нас е значимо начало. В сравнение с всички останали органи ксенотрансплантацията на бели дробове е огромно предизвикателство – и биологично, и техническо“, казва ръководителят на изследователския екип проф. Хи Джиенсин и подчертава, че голямата цел, която си поставят е да създадат строг и ясен научен пък към безопасен и издръжлив бял дроб от прасе, който да бъда трансплантиран успешно.

 Проф. Хи Джиенсин казва още, че проучването им търси най-вече отговор на въпроса дали ще има изключително остро отхвърляне от една страна, а от друга да успеят да определят динамиката на инфекцията. Затова и оставят единия бял дроб на мъжа.

Ксенотрансплантациите продължават. Екипът ще тества трансплантирането на два свински бели дроба, които са с повече генни редакции. Ще усъвършенства имуносупресивния режим, защото при този първи пациент екипът използва тежка комбинация от голям брой лечения, за да потисне имунната защита.

„Ако подобен интензивен коктейл бъде приложен на жив пациент, най-вероятно ще доведе до застрашаваща живота инфекция до седмица, мисля, че големият недостатък е, че нивото на имуносупресия е нереално“, коментира канадският хирург Шав Кешавджи, който работи по вид технология, която използва CRISPR за редактиране на човешки бял дроб.

За белия дроб и сложността на ксенотрансплантацията

Белите дробове са сериозно предизвикателство поради високия кръвен поток и директното излагане на въздух, което прави физиологичния им баланс изключително крехък. Органът е изложен постоянно на външния въздух, а това включва бактерии, вируси, полени и токсини. За да се справят с тези заплахи, белите дробове имат няколко слоя имунна защита, които се задействат бързо. От друга страна органът е изключително крехък. Особено трудно се оказва постигането на баланс между потискането на имунния отговор на белите дробове, но без да се поврежда органът или пациентът да бъде изложен на респираторни инфекции. Затова и до 80-те години на миналия век хирурзите не успяват да постигнат дългосрочен успех за разлика от успешните трансплантации на бъбреци, черен дроб и сърце. Нещата се усложняват още повече когато става дума за животински орган.

Белият дроб от настоящото изследване е от миниатюрно прасе, създадено от китайската компания Clonorgan Biotechnology. Отгледано е в специализирано съоръжение и има шест CRISPR генни редакции – заглушаване на три гена, които кодират захари, намиращи се на повърхността на свинските клетки и активиращи имунната система, и добавяне на три гена за човешки протеини, които регулират възпалението.

Реакциите на научната общност

„Успехът на китайския екип представлява значителен напредък в изследванията на белодробната ксенотрансплантация и е ключов“, казва директорът на Испанската национална организация за трансплантации.

Китайската биоложка и съоснователка на американската компания за ксенотрансплантация eGenesis, която в момента ръководи компанията за редактиране на геноми Qihan Biontech в китайския град Ханджоу Лухан Ян определя проучването като проницателно и споделя, че то има значителен принос за разбирането на имунните отговори към свинските бели дробове, но и предоставя ценни данни за бъдещи постижения.

Специалистът по белодробни трансплантации от Института по трансплантации на Нюйоркския университет д-р Джъстин Чан определя проучването като „вълнуваща и обещаваща работа“, но казва още, че тези бели дробове не могат самостоятелно да поддържат пациента.

Проф. Андрю Фишър, също специалист по трансплантациите от Университета в Нюкасъл изразява подобно мнение като уточнява, че работата на китайските му колеги задълбочава разбирането за ксенотрансплантациите на бял дроб и бележи стъпка напред. „Още много работа ни предстои, ерата на белодробните ксенотрансплантации тепърва предстои“, допълва той.

Защо ксенотрансплантациите са важни

През последните години ксенотрансплантацията се превръща в една от най-изследваните научни области. Най-често се трансплантират сърце, бъбреци и черен дроб от прасета на хора в мозъчна смърт. Органите са модифицирани генетично като от тях се премахват някои от свинските гени и се вмъкват специфични човешки, за да се намали отхвърлянето на органите. Има няколко случая на ксенотрансплантация на живи хора. Настоящата е първата за присаждане на бял дроб.

Научната общност се надява, че ксенотрансплантациите могат да решат кризата с недостига на органи в света. Данните показват, че в момента само 10% от нуждата за подобни трансплантации бива задоволена.

Що се отнася до белите дробове, нуждата от тях е огромна. Според Световната организация по донорство и трансплантации през 2024 г. в света са извършени 8236 белодробни трансплантации, а това е с 6% повече в сравнение с 2023-а. И въпреки това десетки хиляди души са в списъците на чакащите. Затова първата ксенотрансплантация на бял дроб на китайския екип се приема с надежда, тъй като предполага възможността в бъдеще това да е шанс за хиляди хора, нуждаещи се от бял дроб.