Огромният успех на трансплантацията като животоспасяваща терапия за лечение в крайния стадий на органна недостатъчност увеличава необходимостта от органи. В момента в САЩ над 108 000 души очакват органи, но по-малко от 40 хиляди трансплантации се извършват годишно.
Основна причина е недостигът на донори.
Затова се прилага ксенотрансплантация, при която се използуват органи от животни. Най-вече прасета като най-близки по размер и имунологично до човека.
На 7 януари 2022 за първи път на човек е трансплантирано сърце от прасе.
Дейвид Бенет, на 57 години, е опериран в Балтимор, Мериленд, на 7 януари, като е използвано сърце от прасе, което е генетично модифицирано, за да се увеличат шансовете му да не бъде отхвърлено от човешко тяло. Бенет е бил в безнадежно състояние преди операцията и поради това не може даже да е кандидат за сърце от донор. Операцията се извършва извън всякакви клинични изпитания, съобщава Stat news.
Трансплантираното сърце е от прасе, разработено от американската фирма Revivicor. Общо в животното са модифицирани 10 гена. Четири от тях са инактивирани, включително един, който предизвиква агресивен имунен отговор, и един, който в противен случай би накарал сърцето на прасето да продължи да расте след трансплантация в човешко тяло.
Компанията Revivicor не споделя какви методи са използвани за тези генни модификации. За да се увеличат още повече шансовете на пациента, в генома на прасето-донор са вмъкнати шест човешки гена, а пациентът Бенет приема, освен това, лекарства за потискане на реакцията на имунната система. До момента на публикуване на тази история в пресата Бенет се справя добре с новото сърце, но все още не е изключен от апарата за байпас на сърцето и белия дроб, който поддържа неговата функция. Лекарският му екип заяви пред "Ню Йорк Таймс", че сърцето на животното върши по-голямата част от работата и че засега сърцето "изглежда нормално".
"Това е голяма крачка напред - може да се сравни с първото кацане на Луната", казва Йоахим Денер (Joachim Denner) от Свободния университет в Берлин.
Бъбрек от генетично модифицирано прасе от същата фирма бе трансплантиран през октомври в пациент в клинична смърт, поддържан на системи. Бърбрекът показва за дълго успешна работа. Това става, без да бъде отхвърлен от имунната система на организма.
Друг начин за доказване на приложимостта на подхода е с присаждане на свинските органи na маймуни. Маймуните, подобно на човека, също биха отхвърлили орган на прасе, ако той не е генно модифицирано по подходяш начин. Вътрешният потенциал за растеж на свинските ксенооргани може да влоши дългосрочната им функция след трансплантация в маймуните. Тъй като растежният хормон е основен стимулатор на постнаталния растеж, премахнахват неговия рецептор (GHR-KO), за да се намали размера на донорските прасета. Показано е, че бабуни с прасешки сърца преживяват до 945 дена.
Рентген на човек, маймуна и прасе. Кредит NAN LEE
Ето някои подробности за приложения метод с генeтично модифицирани прасета.
Три от прасешките гени, които са инактивирани, кодират ензими, GGTA1, B4GALNT2, и CMAH, които синтезират антигени, предизвикващи имунна реакция у човека.
α1,3-галактозил-трансфераза GGTA1 включват галактози в мембраните на прасешките клетки . Галактоза-алфа-1,3-галактоза, известна като алфа гал е въглехидрат, който се съдържа в клетъчните мембрани на повечето бозайници.
|
Този олигозахарид не се среща при приматите, включително хората, които са загубили гена GGTA1. Тяхната имунна система го разпознава като чуждо тяло и произвежда ксенореактивни имуноглобулинови М антитела, което води до отхвърляне на органи след трансплантация. Антиалфа-гал имуноглобулиновите антитела са едни от най-често срещаните при хората. Редовното им стимулиране от чревната флора, което обикновено започва през първите шест месеца от живота, води до изключително висок титър от около 1 % от всички циркулиращи IgG. предполага се също, че алфа гал играе роля в IgE-специфичната алергична реакция към някои видове месо.Синтезът на алфа-гал изисква ген, кодиращ алфа-1,3-галактозилтрансфераза. При хората и висшите примати този ген не функционира, поради което тези видове не могат да произвеждат алфа-гал – и затова те произвеждат IgG антитела, насочени срещу този олигозахарид. |
galactose alpha(1,3)-galactoseИнактивирането на галактозил-трансферазата премахва „захарната глазура“ от мембраните на клетките в прасето, и с това елиминира необходимостта от имунната реакция след присаждане на органа в човека или маймуната.
В генома на α1,3-галактозилтрансфераза (GGTA1)-дефицитни прасета, се вмъкват гени за човешки клъстер на диференциация 46 (hCD46) и човешки тромбомодулин (hTHBD).
Други изявени ксено-антигени са N-ацетил-неураминова киселина (Neu5Gc), синтезирана от цитидинмонофосфат-N-ацетил-неураминова киселинна хидроксилаза (CMAH), и Sd(a)-подобен гликан, направен от свинската β-1,4-N-ацетил-галактозаминил трансфераза B4GALNT2. Съответно, гените на тези ензими трябва да се нокаутират, за да се избегне имунната реакция след трансплантация.
Тази поредица от генни модификации е забележителна. Тя щеше да е невъзможна преди десетина години, но методът CRIPSR даде страхотно оръжие в ръцете на генните инженери.
Прасенцата са опасни и с това, че носят свински ендогенни ретровируса (PERV). Те стоят в сянка и не проявяват активност. Тези PERV последователности „в сянка“ са целта преди няколко години на експеримент на генетика Джордж Чърч от Харвардския университет и неговите колеги. Те даже създават фирма за това eGenesis.
С помощта на CRISPR – метода екипът на Чърч проектира насочваща РНК, която е насочена към ген, общ за всички 62 последователности на PERV в ДНК на свински бъбречни клетки. В малка подгрупа от тези клетки системата CRISPR заличава всеки екземпляр на прицелния ген - това е най-големият брой генни промени, постигнати дотогава с един CRISPR „удар“. И тези редактирани клетки показват до 1000 пъти намаляване на способността си да заразяват човешки бъбречни клетки с PERV.
„Това, че клетките изобщо са оцелели, след като тяхната ДНК е била нарязана на 62 места, е забележително“, казва молекулярният биолог Дженифър Даудна от Калифорнийския университет в Бъркли, един от първоначалните разработчици на CRISPR.
Ето как изглеждат тези невинни клонирани прасенца с геном „почистен“ на 62 места от ретровирусни последователности :
Кредит: doi: 10.1126/science.aan7227
За да се получат необходимите генетични модификации, се започва с култивиране на соматични прасешки клетки. С генетична инженерия, най-вече методът CRISPR се нокаутират вредните прасешки гени, или се вмъкват необходими човешки гени. След това ядрата на тези клетки се инжектират в енуклеирани свински овоцити (т.е. с извадени клетъчни ядра). Такъв подход - SCNT (соматичен клетъчен ядрен транфер), бе използуван при клонирането на овцата Доли преди четвърт век.
Схемата на фирмата Revivcor e следната :
Кредит: REVIVCOR
Получените клонирани генно модифицирани прасета могат да се използуват за култивиране на клетки от тях, за изработване на тъканни приспособления(кожни графтове и др.) или за органи.
В резултат на разработките фирмата REVIVCOR предлага сърца, бял дроб, черен дроб, стомах и бъбреци.
Кредит: HACKADAY.COM и REVIVICOR
Литература:
What does the first successful test of a pig-to-human kidney transplant mean?, Science News
How a pig heart was transplanted into a human for the first time, NewScientist
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари
Прост Човек
Последната теорема на Стивън Хокинг преобръща времето и причинността
Прост Човек
Разрязването на фотон на две създава безкраен рояк от частици
zlatkov
Учени сканират 74 милиона радиосигнала от междузвезден обект за признаци на извънземни технологии
Джендо Джедев
За срещата на Земята с Халеевата комета през 1910 г. някои са пили "противокометни хапчета"