Seznamte se s prasaty, která by mohla vyřešit krizi transplantace lidských orgánů

Fotografie mláďat prasat pod světlem Laetitia Vancon

Zařízení leží uprostřed mezi centrem Mnichova a jeho mezinárodním letištěm, zhruba 23 mil na sever. Zvenčí to stále vypadá jako státní farma, kterou kdysi bývala, ale nahlédněte okny starého statku a uvidíte místnosti plné špičkového laboratorního vybavení.

V novější budově v zadní části farmy si Barbara Kessler zuje tenisky a stříká si bosé nohy a ruce antiseptikem. Šlatá veterinářka překročí nalepenou šňůru ve sprše a zanechá za sebou všechno, co může z vnějšího světa: oblečení, hodinky, náušnice. Drhne si tělo a vlasy – ošklivý střih, takže je snazší zvládnout toto časté mytí.

Po sprše najde svou velikost mezi úhlednými hromadami dodaného oblečení a natáhne si černé kalhoty, červenou košili a černé Crocsy. Před šatnou si přidá černou pletenou čepici, aby i její nakrátko ostříhané vlasy nepřenášely choroboplodné zárodky, a pak kráčí chodbou do botníku, kde si opatrně nastoupí do gumových bot po kolena, které jsou prané. po každém nošení.

ŠŤASTNÝ VANCON

Všechna tato opatření mají chránit zvířata, která nejsou známá svou čistotou: prasata. A jakmile Kessler otevře dveře do vnitřních kotců, vůně je nezaměnitelná. Koneckonců je to prasárna.

Když Kessler odemkne jedno kotec, aby se pochlubil jeho obyvatelem, zatoulá se ven mladá prasnice a začne prozkoumávat. Stejně jako ostatní prasata zde zůstává prasnice bezejmenná, takže její ošetřovatelé nebudou příliš připoutáni. Musí být přemluvena zpět za kovovou bránu. Pro netrénované oko se chová a vypadá skoro jako každé jiné prase, ale menší.

Důležité je, co je uvnitř tohoto zvířete. Její tělo bylo vyrobeno o něco méně jako prase, se čtyřmi genetickými modifikacemi, díky kterým je větší pravděpodobnost, že její orgány budou přijaty, když jsou transplantovány člověku. Pokud vše půjde podle plánu, srdce pilně pumpující uvnitř takového prasete může jednoho dne místo toho bít v člověku.

Různé typy tkání z geneticky upravených prasat se již testují na lidech. V Číně vědci transplantovali buňky pankreatických ostrůvků produkujících inzulín z prasat s upravenými geny lidem s cukrovkou. Tým z Jižní Koreje říká, že je připraven pokusit se transplantovat prasečí rohovky lidem, jakmile dostane souhlas vlády. A v Massachusetts General Hospital vědci v říjnu oznámili, že použili genově upravenou prasečí kůži jako dočasné krytí ran pro osoby s těžkými popáleninami. Kožní náplast prý fungovala stejně efektivně jako lidská kůže, kterou je mnohem těžší získat.

Ale pokud jde o orgány života a smrti, jako jsou srdce a játra, transplantační chirurgové se stále musí spoléhat na lidské části. Jednoho dne, sen jde, budou geneticky modifikovaná prasata, jako je tato prasnice, rozporcována a jejich srdce, ledviny, plíce a játra putují do transplantačních center, aby zachránili zoufale nemocné pacienty před smrtí.

Na předměstí německého Mnichova chovají výzkumníci ze zařízení Center for Innovative Medical Models Facility Univerzity Ludwig-Maximilians geneticky modifikovaná prasata v naději, že nakonec použijí orgány od jejich potomků pro lidské transplantace. Laetitia Vancon

Smrt Baby Fae

Dnes ve Spojených státech Každý rok zemře 7300 lidí protože nemohou najít dárce orgánů – dvě třetiny z nich pro nedostatek ledviny . V mnoha případech je jedinou nadějí tragédie někoho jiného: nehoda, která zabije někoho, jehož orgány mohou být odebrány.

Chirurgové, kteří hledali jiný zdroj orgánů, se nejprve podívali na opice, protože jsou to zvířata nejpodobnější nám. V roce 1984 dostala malá holčička známá jako Baby Fae srdce paviána, ale zemřela o 20 dní později poté, co na to zaútočil její imunitní systém. Krátký život a rychlá smrt dítěte Fae získaly celosvětovou pozornost; mnozí odsoudili myšlenku zabít naše nejbližší zvířecí příbuzné, abychom se zachránili. An názorový příspěvek kardiolog ve Washington Post popsal postup jako lékařský avanturismus. Další, v Journal of Medical Ethics , byl titulek Baby Fae: Bestiální byznys.

Poté, v 90. letech minulého století, se výzkumníci a biotechnologické společnosti obrátili na prasata jako na svého dárce. Jelikož jíme prasata (jen v USA jich ročně 120 milionů), mnohým se zdálo, že jim odebírání orgánů není tak morálně náročné. Z vědeckého hlediska mají jejich orgány zhruba správnou velikost, podobnou anatomii a prasata dosáhnou dospělosti přibližně za šest měsíců – mnohem rychleji než primáti. Ale vyvstal problém: prasata přechovávají viry, které by se mohly dostat k lidem. A co víc, s jednoduchým genetickým inženýrstvím dostupným v té době transplantované orgány nevydržely dlouho, když byly testovány na opicích. Byli prostě, geneticky řečeno, příliš cizí.

Pokud jde o orgány života a smrti, jako jsou srdce a játra, transplantační chirurgové se stále musí spoléhat na lidské části.

O více než dvě desetiletí později pokroky v genetickém inženýrství oživily vyhlídky na takzvané xenotransplantáty. Nejžhavější zdroj debat v této oblasti: přesně kolik genových úprav je potřeba u takových prasat k překonání druhové bariéry. Dobře financovaná americká společnost eGenesis, která vede tábor more-is-better, říká, že provedla dvouciferný počet změn u prasat, která chová se sesterskou společností v Číně.

Němci v mnichovském zařízení jsou v táboře méně je více. Prasata, se kterými pracují, mají tři klíčové genetické modifikace původně provedené před více než deseti lety – všechny byly navrženy tak, aby paviáni a lidé neodmítali jejich orgány. Vyřazení genu, který produkuje cukr zvaný galaktosyltransferáza, zabránilo imunitnímu systému příjemce okamžitě odmítnout orgán jiného druhu. Druhá změna přidala gen exprimující lidský CD46, protein, který pomáhá imunitnímu systému útočit na cizí útočníky, aniž by přehnaně reagoval a způsobil autoimunitní onemocnění; třetí zavedl gen pro protein zvaný trombomodulin, který zabraňuje tvorbě krevních sraženin, které by jinak zničily transplantovaný orgán.

Menší počet úprav lze lépe kontrolovat a měřit a jejich účinky se snáze dokumentují, říká Eckhard Wolf, který provozuje tuto bývalou státní farmu na předměstí Mnichova, nyní nazývanou Centrum pro inovativní lékařské modely. Pokud se něco pokazí, jak se často stává při xenotransplantacích, bude jasné, kde je problém. S dalšími úpravami přichází další potenciální problémy. V určitém okamžiku jste v situaci, že nemáte ponětí, co dělá dodatečná genetická modifikace, říká.

Velikost a srdce

V roce 2018 byla srdce prasat z mnichovského centra transplantována 14 paviánům. Dvě z opic přežily šest měsíců, nejdéle žilo zvíře se srdcem jiného druhu. Ve zprávě v Příroda loni v prosinci němečtí vědci popsali svůj úspěch jako milník na cestě ke klinické xenotransplantaci srdce.

Veterinářka Barbara Kessler předvádí nejmladší selata svého zařízení. Laetitia Vancon

Z prvních pěti paviánů, kteří dostali prasečí srdce, čtyři zemřeli během jednoho nebo dvou dnů, a když pátý zemřel po měsíci, jeho srdce bylo nemocné. V další várce paviánů Wolfův spolupracovník Bruno Reichart, bývalý chirurg po transplantaci srdce, zaplavil orgán živinami, hormony a červenými krvinkami od doby, kdy byl praseti odebrán, dokud nebyl plně funkční u příjemce. Tři paviáni léčení tímto přístupem žili 18, 27 a 40 dní.

Posledních pět paviánů mělo stejný postup, ale byli také chováni na imunosupresivním léku. Dva žili 182 a 195 dní, ale loni museli být usmrceni, když byli ještě v dobrém zdraví, protože bylo tak náročné pokračovat v léčbě proti odmítnutí. Není praktické nechávat paviánovi intravenózní linku déle než šest měsíců. Ale ani není jednoduché přesvědčit paviána, aby bral drogy. Jako malé děti se brání pití všeho, co zavání léky.

Reichart říká, že pracuje na lepším aplikačním systému, který umožní paviánům zůstat na lécích proti odmítnutí po dobu nejméně jednoho roku – tolik času, jak říká, je potřeba k prokázání, že xenotransplantace je připravena k testování na lidech.

V polovině svého studia paviánů si však Wolf a Reichart všimli neočekávaného problému: srdce získaná z mladých prasat, aby se ujistili, že jsou dostatečně malá pro paviány, stále rostla, jako by jim bylo stále souzeno udržet naživu 600 liber ( 270 kilogramů) prase. Transplantované srdce vážilo o 62 % více než typické srdce paviána: masivní srdeční přerůstání, protože jejich papír popsal to. U paviánů nová srdce vytlačila další důležité orgány a v několika případech způsobila smrt zvířete.

Kesslerová se osprchovala, umyla si vlasy a oblékla si sterilní oblečení a nakoukla do místnosti s výzkumnými prasaty.

V zařízení pro prasata mi Kessler ukázal Wolfovo řešení tohoto problému: dvě sesterské prasnice, vytvořené s jednou další úpravou genu CRISPR. Výzkumníci mají vypnutý gen receptoru růstového hormonu (GHR) zvířat, takže mají zhruba poloviční hmotnost než typické prase. Oba váží asi 175 liber (79 kg), ve srovnání s téměř 400 librami u normální prasnice. Těhotná sestra stála přes chodbu, sama v kotci čelem ke zdi. Kovové mříže jí bránily lehnout si ke stěnám – opatření na ochranu podestýlky pro selata. Přestože byla vyšlechtěna se samcem prasete plné velikosti, zhruba polovině jejích potomků by měl chybět gen GHR.

Náklady na úsporu na život

Není levné vytvořit genově upravené prase a poté ho vychovat na standard požadovaný americkým Úřadem pro kontrolu potravin a léčiv a dalšími agenturami, které by regulovaly transplantace z prasete na člověka po celém světě. Kessler a její kolegové klonují embrya prasat vložením požadovaného genetického materiálu do vajec odebraných v pondělí a úterý na místních jatkách. Aby se minimalizovaly choroboplodné zárodky, musí každá nová linie prasat začít počatím zvířete v laboratorní misce, porodem císařským řezem a oddělením od matky při narození. Pozdější bezmikrobní generace nevyžadují tolik preventivních opatření a stojí jen asi 10násobek ceny chovu prasete na slaninu a vepřové maso, říká Kessler.

Na této prasečí farmě (jedné z mála celosvětově) žije asi 120 genově upravených dospělých prasat a 150 selat, ale ani ona si nemůže dovolit vychovat prasata na úroveň, která bude potřeba před transplantací orgánu člověku. Wolfův vládní grant nepokryje náklady na HEPA filtry na čištění vzduchu v každé místnosti vepřína nebo na ozařování speciálních pelet pro vegetariánské krmivo, které se tam vozí kamionem. Výzkumníci léta lobovali za financování výstavby obvodového plotu. držet divočáky – a jejich zárodky – mimo pozemek.

Vědec Kurome Mayuko se připravuje na práci s embryi prasat a zavádí úpravy genů, díky nimž budou jejich transplantované orgány více přijímány lidmi. LAETITIA VANCON

Reichart říká, že potřebuje finance na dokončení jednoho dalšího pokusu, kdy paviány udrží naživu celý rok se srdíčky prasat, než bude připraven je otestovat na lidech. Další skupiny se také přibližují. Na Floridě transplantační chirurg Joseph Tector, nově přesídlený na University of Miami, říká, že potřebuje čas na vybudování zařízení pro prasata, jako je Wolfovo pouze přísnější, a pak bude připraven testovat prasečí ledviny na lidech. University of Alabama-Birmingham má zařízení pro prasata na podporu klinických transplantací, přičemž odborníci se zaměřují na srdce i ledviny. Jejich první klinická studie xenotransplantace by mohla být u dětí narozených s vrozenými srdečními malformacemi. Prasečí srdce mohlo sloužit – jak se u Baby Fae doufalo – jako most, dokud nebudou moci přijmout lidské srdce.

Reichart říká, že ne potřeba být prvním, kdo úspěšně provedl xenotransplantaci. Ale věří, že bude pravděpodobně mezi prvními, protože je tak blízko. Po desetiletích výzkumu mohou být prasata v mnichovské laboratoři těmi, která chirurgům umožní prolomit druhovou bariéru.

skrýt