Chirurgové překonali rekordy s transplantacemi orgánů prasat primátům

S finanční pomocí biotechnologického manažera, jehož dcera může potřebovat transplantaci plic, američtí vědci lámali rekordy v xenotransplantacích neboli mezidruhových transplantacích orgánů.

Vědci tvrdí, že udržovali prasečí srdce naživu u paviána po dobu 945 dní a také o tom informovali nejdelší výměna ledvin mezi těmito druhy, trvající 136 dní. Experimenty používaly orgány z prasat humanizované přidáním až pěti lidských genů, což je strategie navržená k zastavení odmítání orgánů.

GM prasata vyrábí v Blacksburgu ve Virginii Revvicor, divize biotechnologické společnosti United Therapeutics. Zakladatelka a spoluvýkonná ředitelka této společnosti, Martine Rothblatt, je známá futuristka, která před čtyřmi lety začala utrácet miliony za zásobování prasečích orgánů výzkumníkům a rychle se stala největším komerčním podporovatelem výzkumu xenotransplantací.

Rothblatt říká, že jejím cílem je vytvořit neomezené množství transplantovatelných orgánů a provést první úspěšnou transplantaci plic z prasete na člověka během několika let. Jedna z jejích dcer má obvykle smrtelné plicní onemocnění zvané plicní arteriální hypertenze. Kromě geneticky modifikovaných prasat její společnost provádí výzkum plic tkáňového inženýrství a kryokonzervace orgánů. Proměňujeme xenotransplantaci z toho, co vypadalo jako druh problému na úrovni Apolla, pouze na inženýrský úkol, říká.

Více: Další velká debata o GMO

Někteří vědci souhlasí s Rothblattem, že nejnovější výsledky znamenají, že transplantace z prasete na člověka jsou věrohodné. Myslím, že je to možné; je třeba to zvážit, říká Leo Bühler, švýcarský transplantační chirurg v Ženevě. Řekl, že by dnes pacientovi transplantoval geneticky upravený prasečí orgán, pokud by byla situace pacienta dostatečně zoufalá.

A existují zoufalé případy. Ve skutečnosti každý rok umírají tisíce lidí, když čekají na transplantační seznamy. Darované lidské orgány jsou vzácné a mnohé, které jsou k dispozici, nakonec nikomu nepomohou. Je to proto, že srdce nebo ledvina vydrží jen několik hodin zabalené v ledu, takže orgány se nemohou dostat k nikomu jinému než k nejbližším pacientům.

Chceme, aby orgány sjížděly z montážní linky, tucet za den, říká Rothblatt. V roce 2011 její společnost zaplatila asi 8 milionů dolarů za převzetí Revivicoru a nastínila plány na zařízení schopné chovat 1000 prasat ročně, doplněné chirurgickým sálem a heliportem, aby bylo možné orgány šlehat tam, kde jsou potřeba.

Problém s xenotransplantací je v tom, že zvířecí orgány vyvolají zuřivou imunitní reakci. Dokonce ani silné léky na blokování imunitního útoku jej nemohou zcela zastavit. Ve slavném případě z roku 1984 dostalo kalifornské novorozeně známé jako Baby Fae srdce paviána. Trvalo to ale pouhé tři týdny, než se to nepovedlo. Lidské tělo reaguje na prasečí tkáň ještě silněji, protože prasata jsou geneticky vzdálenější. Všechny lidské testy prasečích orgánů skončily rychle a špatně. Žena z Los Angeles, která v roce 1992 dostala prasečí játra, zemřela do 34 hodin. Když lékař naposledy transplantoval prasečí srdce člověku, v Indii v roce 1996, byl zatčen za vraždu.

Výzkumníci pokračují v práci s prasaty, protože jsou k dispozici a orgány mladých prasat mají správnou velikost. Aby výzkumníci porazili problém odmítnutí, začali se snažit zvířata geneticky modifikovat. Jeden velký krok přišel v roce 2003, kdy David Ayares, spoluzakladatel společnosti Revivicor, vytvořil prasata, jejichž orgánům chyběla molekula cukru, která normálně vystýlá jejich krevní cévy. Tato molekula byla hlavním viníkem toho, čemu se říká hyperakutní odmítnutí, které téměř okamžitě zničilo transplantované prasečí orgány.

Pomohlo odstranění molekuly cukru. Ale nestačilo to. Testy na opicích ukázaly, že jiné formy odmítnutí orgánů stále poškozují prasečí tkáň, i když pomaleji. Pro boj s těmito účinky vytvořil Ayaresův tým prasata se stále více lidskými geny. Například jeden gen, který byl přidán, produkuje lidskou verzi trombomodulinu, molekuly, která zabraňuje srážení v krevních cévách. Ačkoli prasata mají svou vlastní verzi trombomodulinu, má špatný tvar a nefunguje správně s lidskou krví.

Přidáváme lidské geny praseti, takže máte orgán, který potlačuje imunitní odpověď, místo abyste museli dávat ohromnou dávku imunosupresiv, říká Ayares. Do příštího roku budou mít některá prasata až osm přidaných lidských genů. Tyto genetické změny činí jejich orgány kompatibilnějšími s lidským tělem, ale zvířata stále vypadají a chovají se jako normální prasata.

Genetická úprava prasat není snadná. Je náročné vložit lidské geny a obtížné je přimět, aby správně fungovaly. Snažíte se dát všechny své geny do jednoho balíku, aby se dostaly na jedno místo v genomu, říká Bruno Reichart, profesor na univerzitě v Mnichově, který vede německé konsorcium vyvíjející transgenní prasata. Je to velmi těžkopádné. Vytvořit dobré prase je opravdu jako vyhrát v loterii.

Ve Spojených státech se přední transplantační chirurgové setkávají s Revivicorem každých pár měsíců, aby naplánovali, jaké geny by chtěli přidat jako další. Od loňského roku se část genetického inženýrství prováděla ve spolupráci se Synthetic Genomics, kalifornskou společností, kterou založil podnikatel J. Craig Venter v oblasti sekvenování DNA. Rothblatt investoval 50 milionů dolarů ve Venterově společnosti v roce 2014 a začala navrhovat a budovat genetické doplňky a vkládat je do prasečích buněk. Produkovat selata z těchto upravených buněk pomocí klonování je ponecháno na Revivicoru.

Někteří lidé zapojení do projektu jsou obezřetnější než Rothblatt ohledně toho, jak rychle může uspět. Pokaždé, když zmírníte jeden problém s odmítnutím, objeví se další. Odloupnete jednu vrstvu a pod ní je další vrstva, říká Sean Stevens, který vede program syntetické biologie savců pro syntetickou genomiku. Nikdo není tak naivní, aby si myslel: ‚Ach, známe všechny geny – vložíme je a máme hotovo.‘ Je to opakující se proces a nikdo, koho znám, nemůže říct, jestli uděláme dva nebo pět, nebo 100 iterací.

Přesto chirurgové připisují geneticky vylepšeným prasatům některé nedávné úspěchy. Muhammad Mohiuddin, transplantační chirurg a výzkumník z Národního institutu srdce, plic a krve v Bethesdě v Marylandu, říká, že srdce jednoho z prasat Revivicoru vydrželo v paviánu dva a půl roku. Tento milník dosažený minulý měsíc překonal předchozí rekord 179 dní, kterého dosáhla Massachusetts General Hospital. Také letos v létě odborníci na transplantace z University of Pittsburgh uvedli, že drželi paviána naživu s jednou z prasečích ledvin Revivacoru déle než čtyři měsíce. To vytvořilo rekord pro nejdelší život udržující xenotransplantaci mezi prasetem a primátem.

Transplantace srdce nebyly životodárné, ale heterotopické – srdce prasete bylo připojeno k oběhovému systému paviána a bylo schopno bít, ale nemuselo vykonávat práci pumpování krve, protože vlastní srdce paviána zůstalo na místě. Mohiuddin říká, že prasečí srdce vyhaslo, až když se rozhodl přestat paviánovi dávat nové imunoblokující léky, které používal. Věříme, že to mohlo trvat navždy, říká. Řekl bych, že 60 procent zlepšení bylo způsobeno orgánem a 40 procent lepšími léky.

Reichart nazývá přežití těchto prasečích srdcí velkým průlomem. Říká: To nám všem dává naději, že srdeční xenotransplantace funguje. Tato srdce zůstala normální – je to úžasné. Nemyslí si však, že by někdo měl předvídat, kdy může dojít k transplantaci do lidí. Je to proto, že chirurgové stále potřebují úplně nahradit srdce paviána srdcem z těchto prasat a ukázat, že to zvíře udržuje naživu. Nebylo by vážné poskytnout časovou osu pro použití u lidí, říká.

Mohiuddin říká, že se brzy začne snažit úplně nahradit srdce paviána. Orgány, které používal předtím, měly tři genetické změny, ale ty další jich budou mít sedm. Pokud přežijí, pak můžeme zvážit klinické studie, říká. Očekává se, že prvními lidskými příjemci budou zvláštní případy, jako někdo, kdo potřebuje orgán jako most, dokud nebude k dispozici lidský dárce.

Transplantace plic bude těžší, protože plíce jsou prostoupeny krevními cévami a silně vystaveny imunitnímu systému. Transplantace zatím trvají jen několik dní, říká Rothblatt. Financovala výzkum na University of Maryland, kde se prasečí plíce v laboratoři perfundují lidskou krví jako způsob měření imunitní odpovědi. Chce geneticky modifikované plíce z osobních důvodů, kvůli osobnímu smutku, říká Reichart. Myslím, že je to skvělá věc, ale plíce jsou velmi obtížné.

Transplantační chirurgové tvrdí, že jednou z největších překážek, kterým čelí, jsou obrovské náklady na provádění xenotransplantačních experimentů. Jedna transplantační operace stojí 100 000 dolarů a zahrnuje osm lidí. Pak jsou tu náklady na chov primátů, byrokracie s předpisy pro zvířata a omezené vládní granty. To je místo, kde Rothblattův osobní zájem a její bohatství udělaly rozdíl, říkají. Ona je ta, která omladila pole, říká Mohiuddin. Má peníze a osobní pouto. Chce to mít rychle za sebou.

skrýt