США претендують на вирощування людських органів для трансплантації свиням

Фергус Уолш
Медичний кореспондент

Вчені США намагаються виростити людські органи всередині свиней.

Вони вводили людські стовбурові клітини в ембріони свиней, виробляючи ембріони людини-свині, відомі як химери.

Ембріони є частиною досліджень, спрямованих на подолання світового дефіциту органів трансплантації.

Команда з Каліфорнійського університету в Девісі каже, що вони повинні виглядати і поводитися як звичайні свині, за винятком того, що один орган буде складатися з клітин людини.

Химерним ембріонам свині-людини дозволяється розвиватися у свиноматок протягом 28 днів до переривання вагітності та видалення тканини для аналізу.

«Панорама ВВС» отримала доступ до дослідження «Великого прориву медицини: редагування своїх генів».

Створення химери

Створення химерних зародків займає два етапи. По-перше, використовується техніка, відома як редагування гена CRISPR, для видалення ДНК із щойно заплідненого ембріона свині, що дозволило б плоду, який утворився, вирощувати підшлункову залозу.

Це створює генетичну "нішу" або порожнечу. Потім в ембріон вводять інгіковані людиною плюрипотентні (iPS) стовбурові клітини. Клітини iPS були отримані з дорослих клітин і "набрані назад", щоб стати стовбуровими клітинами, здатними переростати в будь-яку тканину тіла.

Команда з UC Davis сподівається, що стовбурові клітини людини скористаються генетичною нішею в ембріоні свині, а отриманий плід виростить підшлункову залозу людини.

Пабло Росс, репродуктивний біолог, який керує дослідженням, сказав мені: "Ми сподіваємось, що цей свинячий ембріон буде нормально розвиватися, але підшлункова залоза буде виготовлена майже виключно з клітин людини і може бути сумісна з пацієнтом для трансплантації".

Але робота суперечлива. Торік головне американське агентство з медичних досліджень - Національний інститут охорони здоров’я запровадило мораторій на фінансування таких експериментів.

Основне занепокоєння полягає в тому, що клітини людини можуть мігрувати до мозку свині, що розвивається, і зробити його певним чином більш людським.

Пабло Росс вважає, що це малоймовірно, але це ключова причина, чому дослідження проводиться з такою обережністю: "Ми вважаємо, що потенціал людського мозку зростати дуже низький, але це те, що ми будемо досліджувати".

Біологічний інкубатор

Раніше його команда вводила людські стовбурові клітини в ембріони свиней, але без створення генетичної ніші. Професор Росс сказав, що хоча вони пізніше виявили клітини людини в декількох частинах плоду, що розвивається, вони "намагалися скласти конкуренцію" клітинам свиней. Видаляючи ключовий ген, який бере участь у створенні свинячої підшлункової залози, вони сподіваються, що людські клітини матимуть більше успіху у створенні людиноподібної підшлункової залози.

Інші команди в США створили химерні ембріони свиней-людей, але жодна не дозволила народити плоди.

Уолтер Лоу, професор кафедри нейрохірургії Університету Міннесоти, сказав, що свині є ідеальним "біологічним інкубатором" для зростаючих людських органів і потенційно можуть бути використані для створення не просто підшлункової залози, а серця, печінки, нирок, легенів та рогівки.

За його словами, якщо клітини iPS взяти у пацієнта, якому потрібна трансплантація, їх можна було б вводити в свинячий ембріон, у якого були видалені ключові гени для створення необхідного органу, наприклад, печінки: "Орган був би точною генетичною копією печінку, але набагато молодшу та здоровішу версію, і вам не потрібно приймати імунодепресивні препарати, які мають побічні ефекти ".

Але професор Лоу підкреслив, що дослідження, використовуючи іншу форму редагування генів, яка називається TALEN, все ще перебуває на попередніх етапах, намагаючись визначити цільові гени, які необхідно видалити, щоб у свині не було розвитку певного органу.

Його команда також намагається створити продукуючі дофамін нейрони людини з химерних ембріонів для лікування пацієнтів із хворобою Паркінсона.

Цим ембріонам дозволялося розвиватися до 62 днів - нормальний термін вагітності становить близько 114 днів.

Як і команда в Каліфорнії, професор Лоу заявив, що вони стежили за впливом на свинячий мозок: "З кожним органом ми будемо дивитись на те, що відбувається в мозку, і якщо ми виявимо, що це занадто людино, то ми не дозволяємо цим плодам бути народженим".

Віруси тварин

Редагування генів активізувало дослідження ксенотрансплантації та концепцію використання органів тварин для людей.

У середині 90-х існували надії, що генетично модифіковані свині можуть забезпечити нескінченний запас органів для пацієнтів, і що трансплантація між видами не за горами.

Але клінічні випробування зупинились через побоювання, що люди можуть бути заражені вірусами тварин.

Торік команда Гарвардської медичної школи за допомогою редагування гена CRISPR видалила понад 60 копій свинячого ретровірусу.

Професор Джордж Черч, який керував дослідженням, сказав мені: "Це відкриває можливість не просто трансплантації свиней людям, а цілої ідеї того, що орган свині досконалий.

"Редагування генів може забезпечити дуже чисті органи, доступні на вимогу та здорові, тому вони можуть перевершувати донорські органи людини".

Страждання тварин

Але організації, що ведуть кампанію за припинення заводського господарства, збентежені думкою про органні ферми.

Пітер Стівенсон з "Співчуття у світовому фермерстві" сказав мені: "Я нервуюся з приводу відкриття нового джерела страждань тварин. Давайте спочатку змусимо набагато більше людей здавати органи. Якщо після цього все ще бракує, ми можемо розглянути можливість використання свиней, але виходячи з того, що ми їмо менше м’яса, щоб не було загального збільшення кількості свиней, які використовуються для людських потреб ".

У грецькій міфології химерами були вогнедишні чудовиська, що складалися з кількох тварин - частини лева, кози та змії. Наукові групи вважають, що химери людини-свині повинні виглядати і поводитися як звичайні свині, за винятком того, що один орган буде складатися з клітин людини.

Скотт Фаренкруг, компанія, що базується в Міннесоті, "Рекомбінетика" об'єднується в дослідженні химери з професором Лоу, сказав мені: "Можливо, термін" химера "набуде нового значення, і це буде набагато прихильніше: химери можна буде побачити бути тим, ким вони є, це рятівник, враховуючи те, що вони забезпечать наших пацієнтів органами, що рятують життя та підтримують їх ".

Сім тисяч людей у Великобританії перебувають у списку очікування на трансплантацію, і сотні помирають щороку, перш ніж донора вдасться знайти.

Панорама - Великий прорив медицини: редагування своїх генів буде показано на BBC1 о 20:30 за понеділком, у понеділок, 6 червня 2016 року, а потім буде доступне BBC iPlayer