Paviánům z amerického Národního ústavu pro výzkum srdce, plic a krevního oběhu v Bethesdě tlučou v těle hned dvě srdce. Jeho vlastní tepe v hrudníku a pohání krevní oběh. Druhé pochází z prasete a tluče opicím „naprázdno“ v břiše. Mezinárodní tým pod vedením kardiochirurga Muhammada Mohiuddina referuje ve vědeckém časopise Nature Communications o rekordně dlouhém přežívání cizího srdce v těle paviánů.
Řadě těžce nemocných lidí by zachránila život transplantace, nedostatek vhodných dárců má však za následek, že se značná část pacientů spásné operace nedočká. Hledání náhrady za lidské orgány se v 90. letech minulého století upnulo k prasatům s dědičnou informací upravenou metodami genového inženýrství.
Důvody k sázce na prase jsou zřejmé. Prasečích orgánů se nabízí dostatek a také jejich výkon plně vystačuje potřebám lidského organismu. Hlavní úskalí pro praktické využití xenotransplantací – tedy v tomto případě transplantací zvířecích orgánů člověku – představuje imunitní bariéra. Lidský imunitní systém vnímá prasečí buňky jako cizorodé a brutálně na ně útočí. Prasečí orgán je proto při kontaktu s lidskou krví velmi rychle zničen.
Polidštěné prase
Genové inženýrství nabízí hned několik cest k „polidštění“ prasete tak, aby lidský imunitní systém jeho orgány snáze toleroval. Na jedné straně vědci vyřazují prasatům z činnosti geny, jejichž aktivita dráždí imunitní systém člověka. Zároveň vnášejí do prasečího genomu lidské geny, které imunitní systém člověka „konejší“.
Nejlepší výsledky slibují transplantace orgánů z prasat, která nesou optimálně poskládaný komplex úprav dědičné informace. I pak je ale po transplantaci nutné tlumit imunitní systém příjemce pomocí léků, takzvaných imunosupresiv, aby prasečí orgán nepoškozoval.
Věří opice v boha? Šimpanzi mají náboženství a svatyně, spekulují vědci |
Ve druhé polovině 90. let se zdála cesta ke xenotransplantacím schůdná. Ve výzkumu se angažovaly i velké farmaceutické firmy a třeba švýcarský koncern Novartis plánoval utratit na rozvoj tohoto odvětví medicíny dvě miliardy dolarů.
Už v prvních letech 21. století je ale všechno jinak. Ukazuje se, že pro xenotransplantace bude nutné dědičnou informaci prasat rozsáhle „překopat“. Farmaceutičtí giganti uznávají, že je to nad jejich síly, a jeden po druhém házejí ručník do ringu. Z ambiciózního projektu vycouvá i Novartis.
Návrat xenotransplantací
V poslední době se xenotransplantace vracejí na výsluní zájmu. Významnou roli v tom sehrála revoluce, jež se v několika posledních letech odehrála v genovém inženýrství. Nové metody pro přesně cílené zásahy do DNA dovolují rychle, efektivně a v neposlední řadě i relativně lacino vytvářet prasata s celým komplexem změn dědičné informace. Jejich orgány jsou pro imunitní systém primátů akceptovatelnější. Mohiuddinův tým použil relativně jednoduchou kombinaci genetických úprav, kdy mají prasata vyblokovaný jeden vlastní gen a jejich dědičná informace je obohacena o tři geny člověka.
Byli prehistoričtí psi z ruské tundry domestikovaní? Vědci hledají důkazy |
Významnou inovaci představuje způsob, jímž vědci z Mohiuddinova týmu potlačili nežádoucí reakce imunitního systému paviánů. Společně s imunosupresivy podávali opicím protilátku, která blokuje akci části bílých krvinek označovaných jako T-lymfocyty CD40.
Právě tyto bílé krvinky se významně podílejí na poškození cizích transplantovaných orgánů. Vědcům se povedlo prodloužit přežití prasečích srdcí v těle paviánů na bezmála dvojnásobek. Jakmile však snížili dávky protilátek, imunitní systém paviánů se probudil z navozené letargie a začal srdce ničit.
„Prasečí srdce mohla fungovat v organismu paviánů ještě delší dobu. Ale chtěli jsme odzkoušet, jestli se imunitní systém paviánů nenaučil po nějaké době cizí srdce tolerovat,“ vysvětluje Muhammad Mohiuddin, proč si jeho tým pohrával s dávkováním protilátek. Prasečí srdce tloukla v těle paviánů bez toho, že by naháněla krev do tepen. Orgány proto nemusely podávat takový výkon jako srdce naplno napojená na krevní oběh. To mohlo přežívání transplantovaného srdce v těle opičího příjemce významně usnadnit. Z těchto důvodů jsou odborníci při interpretaci výsledků pokusů Mohiuddinova týmu opatrní. Vědci už ale připravují pokusy, ve kterých nahradí srdce paviánů s nově potlačeným imunitním systémem srdci geneticky modifikovaných prasat. To bude skutečná zkouška ohněm.
Kdy přijde na řadu člověk?
Potřeba tlumení imunitního systému stále představuje pro praktické uplatnění xenotransplantací velkou překážku. Imunita oslabená imunosupresivy totiž nemusí organismus ochránit před infekcemi nebo nádorovým bujením. Už brzy by všakmohly být k dispozici orgány s rozsáhlejším spektrem úprav, které budou pro imunitní systém méně nápadné a nebudou vyžadovat tak razantní „uspání“ imunity.
Americká biotechnologická společnost eGenesis má například připravenou linii prasat označovanou jako Pig 2.0 s dědičnou informací upravenou pro potřebu xenotransplantací na 78 místech. Ve výhledu je tvorba linie Pig 3.0 s ještě rozsáhlejším komplexem genetických modifikací. V xenotransplantacích se tak s odstupem dvou desetiletí opět blýská na lepší časy.
Úřad pro potraviny a léčiva (FDA), který má při povolování xenotransplantací v USA hlavní slovo, počítá s tím, že zvířecí orgány by mohly pacientům sloužit často jen k překonání kritického období při čekání na lidského dárce.
Aby FDA začala zvažovat první klinické zkoušky s xenotransplantacemi lidem, vyžaduje, aby opice s prasečím srdcem či ledvinou přežívaly po dobu 60 dní s devadesátiprocentní pravděpodobností a po dobu 90 dnů s pravděpodobností aspoň 50 procent. Rekordní doba přežití prasečí ledviny v těle paviána je 227 dní, ale spolehlivost xenotransplantací zatím za limity FDA pokulhává.
