Сможет ли ксенотрансплантация решить проблему донорства?

Идея возникла как ответ на глобальную нехватку донорских органов. Каждый год десятки тысяч пациентов по всему миру умирают, так и не дождавшись подходящего трансплантата. В одних только США более 100 тыс. человек стоят в очереди на пересадку, а ежедневно 17 из них умирают, не дождавшись операции. Особенно остро эта проблема стоит для пациентов с почечной недостаточностью: около 800 тыс. человек страдают терминальной стадией болезни почек, и для выживания им требуется либо пересадка органа, либо постоянный диализ. Поэтому ученые начали искать альтернативные решения.

Попытки начались почти одновременно с развитием традиционной трансплантации. В 1960-х годах Кейт Реемтсма пересаживал почки шимпанзе людям, однако большинство таких операций заканчивались неудачей. Исключением стала пациентка, прожившая девять месяцев после трансплантации. В 1984 году хирург Леонард Бейли пересадил сердце павиана младенцу, однако ребенок умер через 20 дней из-за отторжения органа.

Ксенотрансплантация долгое время оставалась невозможной из-за мощного иммунного ответа организма человека. Чужеродные органы отторгались практически мгновенно, особенно когда через них начинала циркулировать человеческая кровь. Однако с развитием генной инженерии ученые смогли изменить генетический код животных, улучшив совместимость их органов с человеческим телом.

Одна из главных причин — схожесть размеров и функций органов свиней с человеческими. Дело в том, что даже генетически более близкие приматы не обладают органами подходящего размера, а значит, они менее удобны для трансплантации. Кроме того, физиология свиней, в частности процессы кровообращения и обмена веществ, позволяет их органам функционировать в организме человека с относительно низкими рисками несовместимости.

Еще одним фактором служит скорость роста и плодовитость. В отличие от приматов, которые растут долго и требуют сложных условий содержания, свиньи быстро достигают зрелого возраста, а также дают многочисленное потомство. Это делает их разведение удобным и экономически целесообразным.

Не последнюю роль в этом вопросе играет и этическая сторона. Использование приматов в ксенотрансплантации часто критикуется из-за их высокого уровня интеллекта. Свиньи в этом плане вызывают меньше споров, так как они уже давно разводятся в сельском хозяйстве, а их использование в медицинских целях воспринимается более спокойно.

Еще одной важной причиной стала возможность генетической модификации свиней, что позволило повысить безопасность пересадки. Иммунная система человека может агрессивно реагировать на ткани животных, вызывая острое отторжение трансплантата. Однако у генно-модифицированных свиней был отключен ген фермента 1,3-галактозилтрансферазы, который присутствует у большинства млекопитающих, но отсутствует у приматов. Этот фермент отвечает за выработку антигенов, способных провоцировать иммунный ответ. Дополнительно в клетки свиней были добавлены человеческие версии белков CD141 и CD46.

На данный момент в мире было проведено четыре операции по пересадке почки от генетически модифицированной свиньи человеку. 25 января 2025 года хирурги из Массачусетской больницы провели трансплантацию 66-летнему Тиму Эндрюсу. Пациент более двух лет находился на диализе из-за терминальной стадии почечной недостаточности, однако пересадка человеческой почки была для него недоступна из-за редкой группы крови и серьезных сопутствующих заболеваний.

Для операции использовали почку, разработанную биотехнологической компанией eGenesis. В нее было внесено 69 генетических модификаций: ученые удалили «вредные» гены свиньи, добавили человеческие гены для повышения совместимости и снизили риск отторжения, а также заблокировали потенциально опасные ретровирусы. Благодаря этим изменениям удалось минимизировать иммунный ответ организма пациента. В итоге операция прошла успешно. Тима Эндрюса выписали из больницы 1 февраля, но пока что он остается под наблюдением врачей.

Из остальных трех пациентов в живых осталась только 53-летняя жительница Алабамы — Тована Луни. В ноябре 2024 года ей пересадили почку с десятью генетическими модификациями. Двое других пациентов, которым пересадили почку в 2024 году в том же медицинском центре, скончались, однако их смерть не была связана с работой трансплантата. Врачи не считают это признаком неэффективности метода. Все операции проводились тяжелобольным пациентам, которым традиционные методы лечения были недоступны. В 2025 году Массачусетская больница планирует провести еще две аналогичные операции.

Долгосрочные последствия таких трансплантаций пока остаются неизвестными, поскольку эксперименты находятся на ранней стадии, а ксенотрансплантация все еще требует тщательного изучения. Одной из ключевых проблем остается срок службы пересаженного органа. Ученые пока не могут точно сказать, сколько лет он сможет функционировать в организме человека. Врачи рассчитывают на несколько лет, но для получения надежных данных необходимы дополнительные клинические исследования. Пока пересадка органов свиньи находится на стадии экспериментов, и их долгосрочные результаты остаются неизвестными.

Иммунное отторжение — еще один серьезный риск. Даже при использовании современных методов иммуносупрессии человеческий организм может воспринимать свиной орган как чужеродный и атаковать его. Чтобы снизить вероятность этого, ученые применяют технологию CRISPR. Изменения в ДНК направлены на устранение факторов, провоцирующих иммунный ответ, предотвращение свертывания крови и воспалительных процессов. Но даже с этими мерами врачи не могут полностью исключить вероятность осложнений, поэтому пациентам после трансплантации назначают иммуносупрессивную терапию.

Также не стоит забывать и о эндогенных ретровирусах свиней (PERV), которые присутствуют в геноме большинства пород и рискуют передаться человеку при пересадке органа. Существует вероятность, что они могут мутировать и стать опасными для людей. Чтобы устранить этот риск, ученые разработали породу свиней, у которых PERV был отключен, а также внесли дополнительные генетические изменения для улучшения совместимости органов с человеческим организмом. Однако окончательная безопасность этой технологии еще не подтверждена, и исследования в этой области продолжаются.

С экономической точки зрения ксенотрансплантация остается очень дорогой процедурой. Поскольку это экспериментальная технология, ее стоимость чрезвычайно высока, что делает ее недоступной для большинства пациентов. Сейчас доступ к донорским органам ограничен, особенно среди представителей этнических меньшинств. Если ксенотрансплантация станет распространенной практикой, это может помочь снизить неравенство и обеспечить большему числу пациентов шанс на спасение.