Сердце свиньи и сердце человека: сходства и различия

Сердце свиньи и сердце человека: сходства и различия

Как и говорилось в начале статьи, мужчина оказался в больнице осенью 2021 года. У него была диагностирована аритмия сердца, при которой у человека наблюдается нарушение частоты, ритмичности и последовательности возбуждения и сокращения сердечной мышцы. Пациент не подошел по критериям для пересадки человеческого сердца или установки искусственного клапана. Чтобы поддерживать ему жизнь, врачи использовали аппарат экстракорпоральной мембранной оксигенации (ЭКМО). Он взял на себя задачи как сердца, так и легких — прокачивал через себя кровь и питал ее кислородом.

Дэвид Беннетт с лечащим врачом

Ситуация была безвыходной, поэтому хирурги предложили мужчине попробовать пересадку сердца генетически-модифицированной свиньи. Пациент согласился, а Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) дало разрешение — в случаях, когда жизни людей угрожает опасность, с этим обычно не возникает проблем. Пациент получил свиное сердце, предоставленное компанией Revivicor. Путем генной инженерии эксперты изменили 10 генов, из-за которых орган может быть воспринят человеческим организмом как чужеродный.

Спустя два месяца состояние Дэвида Беннетта начало ухудшаться

Спустя несколько дней после пересадки сердца, врачи поделились, что пациент чувствует себя хорошо и признаков отторжения они не замечают. Оставаясь в больнице для реабилитации, мужчина общался со своими родственниками и надеялся на скорую выписку. Казалось, что операция прошла идеально и в будущем свиные органы можно будет использовать для пересадки в человеческие организмы. Немецкие биотехнологии даже заговорили о массовом выращивании генно-модифицированных свиней.

Интересный факт: во время лечения, вокруг личности Дэвида Беннетта разразился скандал. Оказалось, что в молодости он был судим за нанесение тяжкого ущерба здоровью — он настолько сильно избил человека, что тот на всю жизнь остался парализованным.

Связанные вопросы и ответы:

Каково строение сердца у свиньи и человека и в чем отличие

Все животные близки к человеку по своему анатомическому строению, однако, самое близкое животное – это свинья . Легкие, сердце, почки, печень – практически одинаковые.

Температура тела свинок идентична температуре тела человека. Пока не появились приборы, очищающие кровь, в случае отказа печени, к человеку подключали свиную печень. Различные медицинские опыты и испытания лекарственных средств также проводятся на данном животном.

В недавнем времени начали использовать методику трансплантации органов свиньи человеку. В зародыш свиньи вводятся гены человека, нуждающегося в пересадке. Это помогает избежать отторжения тканей. Таким способом выращивается донор для человека.

Несколько лет назад доктора решили заменить один из клапанов сердца актеру Арнольду Шварцнеггеру. Проблемы с сердцем у него начались из-за употребления огромных доз различных препаратов во времена занятий бодибилдингом. Операция по пересадке клапана прошла удачно. Донором Арнольда Шварцнеггера была свинья . С момента операции актёр исключил свинину из своего рациона и завёл несколько мини пигов .

Также недавно английскими учеными-генетиками был открыт интересный факт. Они обнаружили, что у тех, кто употребляет в пищу много мяса свиньи , случаются генные изменения. Когда свинью забивают, она страдает, испытывает страх и боль, в кровь происходит выброс адреналина, гормонов страха и агрессии. Поскольку строение тела свиньи похоже на строение тела человека, и работа многих органов очень напоминает человеческую, воздействие «плохих» гормонов из свинины оказывает соответственное воздействие на тех, кто ею питается.

Какие функции выполняет сердце у свиньи и человека

Кардиолог и сердечно-сосудистый хирург Владимир Хорошев в беседе с радиостанцией «Говорит Москва» сообщил, что несколько лет назад врачи ставили безуспешные эксперименты по пересаживанию человеку свиной почки.

«Почка не прижилась. На мой взгляд, почти с уверенностью могу сказать, что человечество найдёт возможность имплантировать сердца животных, а свинья в плане генома наиболее близка к человеку. Когда будет достигнуто совершенство генетической подготовки сердца свиньи к пересадке к человеку, то и успех будет. Потому что технически это уже возможно, весь хирургический комплекс отработан, задача только в том, чтобы это приживалось. Я могу предположить, что эта проблема решиться в течение ближайших 25-30 лет. По моим представлениям, это займёт четверть столетия или больше».

Хорошев отметил, что в России в этом направлении работают лаборатории и научные институты.

«Подобного рода деятельности ведётся в институте, который возглавляет академик Лео Бокерия. Это серьёзный, выдающийся учёный».

Ранее 57-летнему американцу Дэвиду Беннетту впервые в мире успешно пересадили свиное сердце. Операция проводилась в Балтиморе и продлилась восемь часов. Беннетт всё ещё подключён к аппарату искусственного кровообращения, но пересаженный орган уже выполняет большую часть работы, а первые 48 часов после операции прошли без происшествий.

Орган для трансплантации предоставила компания Revivicor, специализирующаяся на разработках в области регенеративной медицины. Генетические модификации, которым подверглось животное-донор, включали блокирование гена роста, предотвращающее увеличение сердца после пересадки, а также добавление нескольких человеческих генов в геном свиньи, чтобы оно лучше прижилось.

Почему ученые часто используют сердца свиньи в медицинских исследованиях

Как превратить поросенка в донора безопасных органов

Первый и единственный человек, которому пересадили сердце генетически модифицированной свиньи, прожил с ним всего 60 дней. Спустя полтора года врачи все еще не выяснили, почему он умер, но подозревают, что иммунная система пациента так и не смирилась с трансплантатом. Возможно, отторжения удалось бы избежать, если бы пациенту пересадили человеческий орган, выращенный с нуля, например в организме той же свиньи. Теперь китайские ученые получили первый свиной эмбрион с зачатком человеческой почки, и стало возможно оценить, что на самом деле проще: замаскировать свиную почку под человеческую или вырастить в свинье настоящую почку человека.

Свиное в человеке

Чужой орган в теле человека никогда не станет своим. Даже если пересадка прошла удачно, а донор — близкий родственник. Почти всегда после такой операции человеку приходится до конца жизни принимать препараты, подавляющие активность иммунной системы. Что уж говорить о случаях, когда донор — животное другого вида.

Во второй половине XX века врачи немало экспериментировали с такого рода пересадками. Но оказалось, что при ксенотрансплантациях даже иммуносупрессоры не помогают. Свиные сердца и обезьяньи печени редкодольше нескольких дней или месяцев в организме человека. Оставив эти попытки, врачи обратились за помощью к генетикам. Те предложили вывести «гуманизированных» свиней — то есть животных, чьи ткани иммунная система человека согласится признать за свои.

Самое простое, что можно для этого сделать, — убрать с поверхности клеток молекулы, которых в организме человека в принципе не бывает. В случае свиных клеток это дисахаридный фрагмент из двух галактоз (галактоза-альфа-1,3-галактоза). Чтобы от него избавиться, нужно вырезать из генома свиньи ген GGTA1 : он кодирует фермент, который помогает навешивать этот хвост на мембрану клетки. Нокаута по этому гену достаточно, чтобыиз свиной кожи или даже целая свинаяне вызвали немедленного отторжения после пересадки.

Чем еще опасна галактоза-альфа-1,3-галактоза ↓

В царстве животных хвосты из двух галактоз на мембранных молекулах есть далеко не у всех. Специальный фермент, который эти хвосты навешивает, появился у общих предков млекопитающих, но позже узконосые обезьяны его потеряли. Считается , что это могло быть хитрым ходом для защиты от патогенов, поскольку галактозный дисахарид есть у некоторых одноклеточных, например трипаносом и лейшманий. А еще его часто несут на себе вирусы, после того как выбрались наружу из клеток других млекопитающих. И иммунная система узконосых обезьян, которая не знакома с детства с этой молекулой, способна быстро ее распознать и уничтожить ее носителя.

Alejandro Cabezas-Cruz et al. / Biochemical Journal, 2021

Но сейчас эта эволюционная потеря оборачивается для многих людей большими неприятностями. Дело в том, что галактозный дисахарид встречается в слюне некоторых видов клещей. Не до конца ясно, как он туда попадает: то ли из разрушенных тканей предыдущих жертв-млекопитающих, то ли его производит сам организм клеща. Но точно известно, что укус клеща провоцирует у человека сильный иммунный ответ — в том числе и на галактозу.

После этого в организме появляются антитела к дисахариду. И если их образовалось достаточно много, то следующая встреча с этой молекулой может закончиться сильной аллергической реакцией. А встретить ее  можно много где: в красном мясе, желатине, молочных продуктах (правда там ее концентрация ниже) и некоторых лекарствах, полученных из животных тканей, вроде сыворотки против змеиного яда.

Случаи такой приобретенной аллергии замечали на разных континентах, но чаще всего от нее страдают жители США — видимо, именно там в основном живут провоцирующие ее клещи. Способов вылечить «альфа-гал синдром» врачи пока не знают — поэтому просто советуют пациентам избегать возможных источников галактоза-альфа-1,3-галактозы.

Какие болезни сердца могут быть лечены с использованием тканей свиньи

«Наша главная задача — никто не должен умирать в ожидании нового органа. Наша миссия: помогать командам трансплантологов спасать жизни», — говорится на сайте компании.

Проведенная врачами Медицинской школы университета Мэриленда успешная трансплантация свиного сердца человеку действительно помогла спасти ему жизнь. Реципиентом был 57-летний неизлечимо больной Дэвид Беннет, которому пересадили сердце от генно-модифицированной свиньи. Других шансов выжить у него, согласно пресс-релизу, не было — из-за особенности образа жизни (Беннет в прошлом был приговорен за уголовные преступления и злоупотреблял алкоголем и сигаретами) попасть в очередь на трансплантацию человеческого или искусственного сердца он не мог. «Мне нужно было либо умереть, либо сделать эту трансплантацию. Я хочу жить. Я знаю, что это движение вслепую, но это мой последний выбор», — сказал Беннетт за день до операции.

А благодаря тому, что пациент до сих пор жив и хорошо себя чувствует, а значит, отторжения органа не произошло, операция немедленно была провозглашена прорывом в области трансплантологии. Какова же была роль Xvivo Perfusion в этом прорыве? Дело в том, что после извлечения и до трансплантации сердце свиньи сохранялось с помощью устройства для перфузии сердца Xvivo и запатентованного раствора.

Перфузия — это технология, при которой по сосудам органа пускают кровь или кровозамещающий раствор, имитируя нахождение органа в теле, чтобы не допустить его отмирания. Иными словами, происходит процесс кровоснабжение органа. Технология перфузии Xvivo разработана для всех основных органов: сердца, легких и печени, однако для каждого органа нужны отдельные варианты устройства и раствора — технология не универсальна. Таким образом, именно технология перфузии сердца Xvivo обеспечила прорыв в современной медицине.

«Я и предположить не мог, что это произойдет так скоро, — сказал в интервью Bloomberg по телефону генеральный директор Xvivo Даг Андерссон. — Примененная технология превзошла все ожидания».

В течение последних 50 лет в трансплантации сердца стандартом сохранения и транспортировки было хранение при низких температурах во льду — это холодное статистическое хранение. Это практично, но такой метод может повредить орган при хранении более шести часов: чем дольше сердце остается на льду, тем выше риск повреждения.

Xvivo разработала новый оптимизированный метод хранения и транспортировки донорских сердец в сотрудничестве с профессором Стигом Стином и Igelösa Life Science. Устройство для перфузии сердца Xvivo сохраняет донорский орган при температуре 8°C, непрерывно пропуская через него насыщенный кислородом раствор. Считается, что такой метод транспортировки снижает риск отторжения органа после трансплантации.

«Орган считает, что он все еще в теле, — объясняет доктор Валид Хассанейн, президент и главный исполнительный директор TransMedics, американского конкурента Xvivo, который также разрабатывает системы перфузии. — Сердце бьется. Легкие дышат. Печень вырабатывает желчь. Почки производят мочу».

Метод Xvivo, при котором орган охлаждается, по мнению аналитиков имеет некоторые преимущества перед методом TransMedics, при котором поддерживается обычная температура. Во-первых, Xvivo предлагает использовать специальный раствор вместо крови, что значительно упрощает задачу. Во-вторых, при снижении температуры орган менее подвержен повреждениям.

В 2019 году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) присвоило новой «сердечной» технологии Xvivo статус «прорывного устройства», а на 2022 год в США запланировано многоцентровое клиническое испытание.

Xvivo занимается сохранением и транспортировкой не только сердец, но и легких. 13 декабря 2021 года в Индии провели первую в стране трансплантацию дышащего легкого — тоже с помощью системы перфузии органов Xvivo. Для успешной пересадки «дышащего легкого» его помещают в устройство, которое охлаждает орган, позволяет ему продолжать функционировать так же, как в человеческом теле, и одновременно питает раствором и обеззараживает.

В 2019 году эта технология была одобрена FDA. Согласно предписанию американского регулятора, технологию Xvivo следует использовать для перфузии, вентиляции и насыщения кислородом легких, которые изначально не соответствуют определенным критериям качества. После пяти часов такого лечения легкие подлежат повторной оценке, после чего могут оказаться готовыми к имплантации.

Перспективы использования тканей свиньи в лечении болезней сердца

Успешная трансплантация свиного сердца человеку, проведенная врачами Медицинской школы университета Мэриленда, открыла новые перспективы в лечении болезней сердца. Использование тканей свиньи может стать решением для пациентов, которые не могут получить человеческий орган для трансплантации.

Болезни сердца, которые могут быть лечены с использованием тканей свиньи

• Хроническая сердечная недостаточность
• Ишемическая болезнь сердца
• Кардиомиопатия
• Сердечная недостаточность после инфаркта миокарда

Технология перфузии Xvivo, использованная в операции по трансплантации свиного сердца, позволяет сохранять органы в течение более длительного периода времени, что увеличивает шансы на успешную трансплантацию.

Преимущества использования тканей свиньи

• Увеличение доступности органов для трансплантации
• Сокращение времени ожидания для пациентов
• Уменьшение риска отторжения органа
• Возможность использования генно-модифицированных тканей для повышения совместимости с организмом человека

Хотя использование тканей свиньи в лечении болезней сердца является перспективным направлением, оно также требует дальнейших исследований и разработок для обеспечения безопасности и эффективности этой технологии.

Как сердце свиньи может быть использовано для трансплантации у людей

Операция, сделанная Беннету, вновь дала повод для споров об использовании органов животных в качестве трансплантатов для людей, против чего выступают многие группы по защите прав животных.

Одна из таких групп, "Люди за этичное обращение с животными" (PETA), назвала трансплантацию свиного сердца Беннету неэтичной и опасной, а также "ужасным разбазариванием ресурсов".

"Животные - это вам не набор инструментов в сарае: какие хочешь - такие бери. Это сложные и разумные существа", - говорится в заявлении PETA.

Активисты зоозащитной организации утверждают, что модифицировать гены животных, чтобы сделать их более совместимыми с человеком, неправильно.

Чтобы организм Беннета не отторгнул трансплантат, ученым пришлось модифицирвать 10 генов свиньи, послужившей донором сердца.

Сердце было изъято утром того дня, на который была назначена операция. Как заявил Би-би-си представитель базирующейся в Британии организации Animal Aid, защищающей права животных, его организация выступает против генной модификации живоных или ксенотрансплантации "при любых обстоятельствах".

"Животные имеют право жить своей жизнью, без генетических манипуляций и всей той боли и травм, с которыми это связано, с одной лишь целью - быть убитыми и использованными на органы", - сказал представитель Animal Aid.

К тому же некоторые активисты озабочены по поводу пока не известных долгосрочных последствий генной модификации для здоровья свиней.

Научный сотрудник Оксфордского университета, специалист по биоэтике Кэтрин Деволдер считает, что мы имеем право использовать на органы генно-модифицированных свиней лишь в том случае, если мы можем "удостовериться в том, что им не причиняют лишних страданий".

"Использование свиней на мясо вызывает куда больше проблем, чем использование их для спасения жизней, но, разумеется, это не причина, чтобы игнорировать благополучие животных", - говорит доктор Деволдер.

Какие факторы делают сердце свиньи близким к сердцу человека

- Это было удивительно. Свинья должна быть чистой от всех свиных патогенов (вирусов, бактерий. - Ред.). Это очень важно! - заявил американским журналистам Майк Кертис, генеральный директор компании eGenesis , которая занимается разведением поросят для трансплантации органов. Мистеру Беннету свиное сердце предоставила другая биотехнологическая фирма, Revivicor. Но ее представили отказались давать комментарии о цитомегаловирусе, которым умерший пациент заразился от животного.

При этом никто пока не готов со 100%-й уверенностью утверждать, что звериная инфекция в одиночку убила первого в мире человека со свиным сердцем.

- Без этого вируса выжил бы мистер Беннетт? Мы не знаем, - признал Майк Кертис. - Но явно, что инфекция как минимум способствовала провалу.

«Если она действительно стала виной смерти, то мы, вероятно, сможем предотвратить такое инфицирование в будущем», - считает хирург-трансплантолог Бартли Гриффит. Однако это, судя по всему, задача не из легких. Как поясняют специалисты, цитомегаловирус, очевидно, хорошо контролировался иммунной системой свиньи, пока сердце находилось внутри ее организма. И, будучи «задавленным» иммунитетом, никак себя не проявлял (это характерно для герпес-вирусов), что и помешало обнаружить его до пересадки. Попав же к человеку, при отсутствии привычного свиного иммунного контроля он разошелся по полной программе.

Впрочем, многие эксперты полагают, что наука все-таки сможет найти подходы к диагностике латентных (скрытых) звериных вирусов. Это не является непреодолимой преградой, убеждены сторонники ксенотрансплантации.

Какие проблемы могут возникнуть при трансплантации сердца свиньи человеку

Трансплантация органов от человека к человеку существует только с 1950-х годов, и ученые работают над трансплантацией органов от животных к человеку — ксенотрансплантацией — почти столько же. В 60-х Кейт Реемтсма экспериментировал с трансплантацией почек шимпанзе людям. Большинство из экспериментов потерпели неудачу в течение нескольких недель, но одна женщина прожила девять месяцев. Большинство других попыток ксенотрансплантации, особенно сердца и легких, имели аналогичный успех. В 1984 году, в ходе одной из самых известных трансплантаций между видами, Леонард Бейли пересадил сердце павиана младенцу, Бэби Фэй. Сердце отказало через 20 дней, но год спустя оно стало воротами для первой педиатрической трансплантации сердца от человека к человеку. В 2015 году, с помощью генной инженерии, ученые, помимо сердца свиньи, сохранили живую и функционирующую почку павиана в течение 136 дней.

До сих пор межвидовые трансплантации невозможно было поддерживать бесконечно. Дело в том, что иммунная система человека построена так, чтобы отторгать чужеродные тела, в данном случае — органы.

В лабораторных испытаниях проблемы возникают, когда человеческая кровь перекачивается через органы свиньи. Согласно экспериментам компании Revivicor с трансплантацией органов свиней, которая, кстати, создала клонированную овцу Долли и сейчас активно раблтает в медленно развивающейся области ксенотрансплантации , иммунный ответ запускается естественными антителами, направленными против эпитопа галактозы, или той части клеток свиньи, которая определяет, могут ли антитела прикрепляться сами или нет. Поэтому компания работает над изменением этого эпитопа, добавляя в геном свиньи человеческий тромбомодулин, белок, покрывающий эти эпитопы. Это заставляет их казаться более «чеорвекоподобными», и, следовательно, у тела меньше шансов их отвергнуть.

Задача состоит в том, чтобы нацелить гены, которые отвергаются человеческим телом, а затем найти способы их редактировать. Бабуин, который выжил после трансплантации сердца, находился на тяжелом курсе иммунодепрессантов и умер, когда его прекратили. Но ученые не прекращают суои попытки.

В чем заключается этическая сторона использования сердца свиньи в медицинских целях

Изменением генома животных занимается корпорация Revivicor, которая создала первого клона – овечку Долли. Спорные с этической точки зрения эксперименты тем не менее дают результат. В октябре прошлого года пациенту пересадили свиную почку. Пациент с пересаженным свиным сердцем уже в сознании.

Прорыв в медицине: человеку впервые в истории пересадили сердце от генномодифицированной свиньи. Уникальную операцию по трансплантации провели в США. Пациент уже в сознании и чувствует себя удовлетворительно. Он даже может сидеть, хотя в его груди бьется свиное сердце. Операция длилась более восьми часов. Спустя трое суток врачи уверенно говорят: завершилась успешно.

"Мы были очень довольны, когда, наконец, отключили аппарат искусственного кровообращения. Сердце животного функционировало почти так же нормально, как мы и ожидали. Мы никогда не делали этого на человеке, и я надеюсь, что мы сделали правильный выбор", – говорит директор программы трансплантации сердца Бартли Гриффит

На самом деле у 57-летнего Дэвида Беннота выбора не было. Из-за особенностей заболевания донорского сердца он бы не дождался. А без операции врачи давали не больше полугода.

"Мой отец был на пороге смерти. Врачи говорили, что ему осталось меньше шести месяцев, и что это эксперимент. Но, в конце концов, это была его последняя надежда", – вспоминает Дэвид Беннет-младший.

Идея пересадить человеку органы животных витает с начала века, вспомнить хоть булгаковское "Собачье сердце". Сделать это на практике было невозможно. Иммунитет человека немедленно атаковал орган животного и за считанные часы полностью уничтожал его. Современные генетические технологии позволили замаскировать чужеродные белки, чтобы обмануть иммунитет и сделать орган животного максимально похожим на человеческий.

"Мы модифицировали 10 генов в этом сердце свиньи. Четыре гена были отключены, чтобы контролировать рост свиньи и ее органов. Сотни и тысячи людей во всем мире ждут органов для трансплантации. И если такая пересадка будет разрешена, мы спасем множество жизней", – заявил директор программы ксенотрансплантации сердца Мухаммад Мухиддин.

Изменением генома животных занимается корпорация Revivicor, которая создала первого клона – овечку Долли. Спорные с этической точки зрения эксперименты тем не менее дают результат. В октябре прошлого года пациенту пересадили свиную почку, которая тут же включилась в работу. Но объективно оценить результат трудно: на момент проведения операции мозг больного был уже мертв, а жизнедеятельность поддерживали аппараты.

"Нам нужно получить больше информации юридического сообщества, религиозных лидеров и так далее. Я думаю, что мы готовы в течение следующего года или двух перейти к первым испытаниям на людях", – говорит директор Института трансплантации Лангоне при Нью-Йоркском университете Роберт Монтгомери.

Множество экспериментов было и на животных. Органы генноизмененных свиней успешно пересаживали павианам. Одному процедура помогла справиться с диабетом. Но одно дело эксперименты на обезьянах и совсем другое – на людях. Те же свиньи – носители ретровирусов, которые могут быть опасны для человека. Генетики научили выключать ретровирусы из генома свиней. Но ВОЗ все равно призывает не спешить.

По словам директора ФГБУ "Национальный медицинский исследовательский центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В. И. Шумакова" Минздрава России Сергея Готье, ВОЗ наложила вето на использование органов на животных, потому что нельзя исключить переноса каких-либо заболеваний, которые потом отразились бы на человеческом здоровье. Этика и осторожность – то, что остановило эксперименты в этой области в России, хотя начинали работу в области еще 30 лет назад. Президент НИИ скорой помощи им. Н. В. Склифосовского. Могели Хубутия рассказал, что Валерий Шумаков был главным инициатором в 90-х создания таких животных, в частности свиней. И пожелал удачи коллегам, которые все-таки были в числе первооткрывателей. Российские генетики подтверждают: технология американской корпорации им хорошо знакома. Но практические эксперименты не ведутся.

Главный научный сотрудник института молекулярной биологии Дмитрий Купраш объяснил, что 180-ФЗ регулирует работу с клеточными технологиями и регенеративной медициной. Там черным по белому прописан запрет на использование животных клеток какого-либо вида. Это было сделано как раз из опасений вирусов.

Но и без генных модификаций у наших трансплантологов получается творить чудеса. Один из примеров живет с пересаженным сердцем 22 года – его прооперировали, когда только 18 исполнилось. А неделю назад перенес он повторную трансплантацию. Еще два десятка лет в подарок. Врачи очень хотят удивлять и дальше, но главным остается принцип: не навредить.

Какие новые технологии помогают улучшить результаты трансплантации сердца свиньи

Hi-News.ru
1. Темы
2. Технологии

Недавно американские ученые достигли новой вершины в области медицины — они успешно пересадили сердце свиньи в организм человека. Обладателем свиного сердца стал 57-летний Дэвид Беннетт, который страдал от неизлечимой болезни. До 2022 года такая операция была невозможной, потому что из-за определенных генов, людской иммунитет распознавал орган животного как чужой объект и уничтожал его. Проведение операции стало возможным благодаря внедрению 10 генетических модификаций, которые не дают иммунитету отторгнуть донорский орган. Каждый раз задействовать генную инженерию для выращивания пригодного для пересадки сердца свиньи очень дорого. Поэтому немецкие ученые решили создать несколько заранее генетически модифицированных свиней и дать им размножиться. В ближайшие годы в мире появится новый вид свиней, органы которых будут использоваться в медицине. Этот проект уже подвергся критике — да, таким образом можно спасти жизни людей. Но это не справедливо по отношению к животным.

В Германии появится ферма для выведения свиней-доноров

Пересадка сердца свиньи человеку

Первый человек со свиным сердцем — американец Дэвид Беннетт, который в свои 57 лет находился на грани смерти из-за неизлечимой болезни. Находясь в безвыходной ситуации, он и его родственники решили поучаствовать в эксперименте и согласились на трансплантацию органа, взятого из организма свиньи. Животное было подвергнуто 10 генетическим модификациям, благодаря чему сердце не было отторгнуто иммунной системой человека. Сообщается, что мужчина чувствует себя хорошо и ему даже была посвящена отдельная статья в Википедии .

Дэвид Беннетт

Трансплантация свиного сердца и других органов

Свиньи являются одними из самых лучших доноров органов из животного мира. Во-первых, их органы хорошо сопоставимы с человеческими по размерам. Во-вторых, при пересадке свиных органов человеку риск передачи заболеваний минимален. В-третьих, разводить свиней гораздо проще, чем обезьян и других вероятных доноров. Начиная со второй половины XX века, хирургам удавалось пересадить людям кожу, роговицу и некоторые другие органы свиней. Но успешными можно было назвать далеко не все операции.

Свиньи являются лучшими донорами органов из мира животных

Несмотря на высокую совместимость, пересадка приводила к тому, что иммунитет человека отторгал свиной орган как чужеродный объект. В основном, это происходило из-за наличия молекулы, которая кодирует углевод альфа-гал. Благодаря изобретению технологии CRISPR, ученым удалось редактировать генетический код животного так, чтобы в его организме углевод альфа-гал не вырабатывался. В случае с недавней пересадкой свиного сердца в США, ученым пришлось применить 10 генетических изменений.

Технология CRISPR позволяет редактировать гены

Генетически модифицированное поколение свиней

В будущем исследователи из Мюнхенского университета под руководством Экхарда Вольфа (Eckhard Wolf) хотят упростить процедуру генетической модификации и создать породу свиней, в которых имеется только 5 изменений в геноме. После этого они хотят создать их клонов и дать им возможность свободно размножаться. Таким образом ученые хотят создать целое поколение свиней, органы которых подходят для пересадки в человеческий организм изначально, безо всяких модификаций.

Экхард Вольф со свиньями на испытательной ферме

Сообщается, что первое поколение свиней-доноров появится на свет уже в 2022 году. Их сердца сначала будут пересажены обезьянам — ученым нужно убедиться, что они подходят для людей. Если все пройдет хорошо, команда исследователей хочет взять разрешение на проведение испытаний на людях. Предположительно, это произойдет в 2025 году.

Донорские органы свиней обычно испытываются на обезьянах

Если учесть, что сегодня в очереди на донорские органы стоят тысячи тяжелобольных людей, новая технология способна спасти огромное количество жизней. Однако, у этого проекта есть противники в лице защитников животных. Факт выращивания генетически модифицированных свиней сводит их в статус «фабрик по производству органов». Страдают не только свиньи — во время испытаний на обезьянах, в мучениях погибают и приматы. В 2019 году люди, которые выступают против таких технологий, даже собрали 57 000 подписей в петиции «Врачи против экспериментов на животных» .

Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш Telegram-канал . Там вы найдете анонсы свежих новостей нашего сайта!

Как вы думаете, кто прав: владельцы ферм со свиньями-донорами, или защитники животных? С одной стороны, благодаря технологии можно спасти огромное количество людей. С другой, в этом деле страдают ни в чем не повинные животные. Своим мнением делитесь в комментариях.

В чем перспективы использования сердца свиньи для лечения сердечных заболеваний у людей

Hi-News.ru
1. Темы
2. Технологии

В начале 2022 года американские хирурги совершили невероятное — они пересадили свиное сердце в организм человека. Ранее такая операция была невозможна, потому что человеческий организм часто отторгает даже органы от других людей, так что о пересадке животных органов не могло быть и речи. Но сегодня медицина развита настолько, что ученые смогли отредактировать геном свиньи таким образом, чтобы его сердце принималось человеческим организмом как родное. Первым реципиентом свиного сердца стал 57-летний мужчина Дэвид Беннетт (David Bennett), который страдает неизлечимой болезнью — единственным способом сохранить ему жизнь была только такая операция. Со дня хирургического вмешательства прошло уже несколько дней и врачи с осторожностью делятся оптимистичными прогнозами.

Дэвид Беннетт — человек, получивший свиное сердце

Пересадка свиного сердца человеку

По данным New York Times , состояние пациента было слишком тяжелым для ожидания донорского органа от другого человека. К тому же, даже такой орган мог быть отторжен его организмом как чужеродный объект. В качестве альтернативы мужчине был предложен экспериментальный способ — хирурги решили попробовать пересадить в его организм сердце свиньи. Чтобы предотвратить отторжение, свинья прошла генетическую модификацию по технологии CRISPR . В данном случае речь идет о 10 конкретных генетических модификаций, которые сводят отторжение к минимуму.

Для создания пригодного для пересадки органа потребовалось редактирование генома

Для проведения рискованной операции потребовалось разрешение со стороны Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA). Учитывая ситуацию, представители управления дали разрешение на основе положения, которое позволяет применять экспериментальные методы лечения пациентов, жизнь которых находится в опасности. По словам медиков, проведенная операция дала им огромное количество важных знаний. В ходе пересадки свиного сердца в человеческий организм они выяснили, какие моменты они могут улучшить для успешного проведения таких же операций в будущем.

Как человек перенес пересадку органа?

По словам хирурга Бартли Гриффита (Bartley Griffith), они смотрят на состояние пациента с осторожным позитивом. Да, спустя три дня после операции иммунная система не отторгла новый орган. Но медикам предстоит и дальше следить за его состоянием и убедиться, что проблемы не возникают и в долгосрочной перспективе.

Это была прорывная операция, которая ещё на один шаг приблизила нас к решению проблемы донорских органов. Пригодных для пересадки человеческих сердец недостаточно, чтобы обеспечить ими всех нуждающихся, — заключил хирург.

Органы каких животных подходят для пересадки?

Если свиной орган хорошо приживется в организме мужчины, в ближайшие десятки лет такие операции могут стать обычным делом. Донорами, скорее всего, будут только свиньи — их органы лучше всего подходят для людей как по размерам, так и по геному . Конечно, есть и более хорошие варианты вроде приматов, но сделать их донорами очень проблематично. Во-первых, разведение приматов обходится гораздо дороже, чем свиней. Во-вторых, обезьяны находятся под охраной и использование их для выращивание донорских органов вызовет большие возмущения.

Пересадка органов обезьяны в организм человека возможна, но есть много сложностей

Само собой разумеется, до проведения такой операции на человеке, ученые провели испытания на животных. Ранее исследователи уже трансплантировали свиные сердца в организмы бабуинов. Также ученые из Нью-Йоркского университета в Лангоне пересаживали свиные сердца в организмы «функционально мертвых» людей. Так называются пациенты, мозг которых уже погиб, но остальные органы вроде сердца и легких работают только за счет медицинского оборудования. Как вы уже могли понять, генетически модифицированные свиные сердца не были отторгнуты иммунной системой людей. Результаты всех этих экспериментов позволили FDA дать медикам разрешение в самые короткие сроки.

Ссылки на интересные статьи, смешные мемы и много другой интересной информации можно найти на нашем телеграм-канале . Подпишитесь!

В завершении отмечу, что недавно в редакции Hi-News.ru возник вопрос — а как там обстоят дела с пересадкой человеческой головы? В научно-фантастических фильмах мы часто видим такие сюжеты, а ведь идеи фантастов часто воплощаются в реальность. В деталях этого вопроса тщательно разобралась моя коллега Любовь Соковикова — она рассказала о нюансах трансплантации органов, подготовке к подобным операциям и этических вопросах. Настоятельно рекомендую к прочтению, вот ссылка .