В свиньях вырастили почти человеческие почки

Китайские ученые хотят радикально решить проблему нехватки донорских органов. Они вырастили в эмбрионах свиней почки, полностью аналогичные по строению человеческим. Для пересадки они пока не подойдут, потому что в них слишком много свиных клеток, особенно в нервах и сосудах. Но начало положено.

Почка – самый пересаживаемый орган в мире. Израиль благодаря организации Матнат Хаим стал лидером по альтруистическому донорству и занимает четвертое место в мире по количеству пересадок почек от живого донора. Несмотря на это, многим израильтянам приходится ждать почку годами, находясь на диализе – специальной процедуре, которая помогает им справляться с почечной недостаточность.

Немалое число пациентов дожидаются своей очереди, когда они уже слишком больны, чтобы получить трансплантат. Поэтому ученые всего мира пытаются восполнить недостаток донорских органов, прибегая к самым разным ухищрениям.

Логичным выходом кажется приспособить для пересадки органов другого вида. И в этом направлении, которое по-научному называется ксенотрансплантацией, сделано уже много интересных экспериментов.

Так, японские исследователи из Национального института физиологических наук, использовали стволовые клетки мышей, чтобы вырастить функционирующие мышиные почки в организмах крыс. Компания XenoTherapeutics создала кожу Xeno-Skin из живых тканей генно-модифицированных свиней, которую пересадили на пять дней человеку с серьезными ожогами в Массачусетской многопрофильной больнице в США. Трансплантат от свиньи прижился не хуже, чем донорская кожа от человека. Никаких побочных реакций ученые также не наблюдали.

• Читайте также:
• Спортсменам собираются пересаживать связки кенгуру
• Надежда для 13 миллионов незрячих: из кожи свиньи удалось сделать имплантат роговицы
• Роботы научились самостоятельно пересаживать людям органы

В прошлом году хирурги Мэрилендского университета, получив специальное разрешение регулирующих органов, пересадили сердце генно-модифицированной свиньи в качестве последней попытки спасти умирающего человека. Генетическая модификация состояла в том, что у этой свиньи отключили несколько генов, а несколько добавили – все чтобы иммунная система пациента не поняла, что орган пересадили от другого вида, и не отторгла его.

Сначала все шло хорошо, но потом сердце отказало по не до конца ясным причинам. И пациент умер через два месяца после операции. Поэтому следующий эксперимент с генно-модифицированными свиными органами проводили уже на человеке с зафиксированной смертью головного мозга. В августе институт трансплантологии Нью-Йоркского университета отчитался в успехе. Почка свиньи больше месяца проработала в человеческом теле.

Но план китайских ученых более амбициозен. Они пытаются сделать не просто свиную почку, которую не отторгнет организм человека, а настоящий человеческий орган в теле свиньи.

И вот на днях исследователи из Института биомедицины и здравоохранения Гуанчжоу опубликовали статью о том, как они впервые в мире вырастили почку из человеческих клеток внутри генетически модифицированного свиного эмбриона.

«Крысиные органы удавалось вырастить у мышей, а мышиные — у крыс, но предыдущие попытки вырастить органы человека у свиней не увенчались успехом, — говорит старший автор работы Лянсюэ Лай. — Наш подход улучшает интеграцию человеческих клеток в ткани реципиента и позволяет нам выращивать человеческие органы в свиньях».

Исследователи использовали технологию генной инженерии, чтобы изменить набор генетической информации в одноклеточных эмбрионах свиней. У них просто удалили два гена, необходимых для развития почек. Образовавшуюся нишу ученые потом  заполнили человеческими плюрипотентными стволовыми клетками, которые способны трансформироваться в любой тип клеток.

Они запрограммировали эти клетки таким образом, чтобы сделать их более гибкими к интеграции и менее склонными к самоуничтожению. В результате стволовые клетки начали делиться. Тогда ученые имплантировали 1820 эмбрионов суррогатным свиноматками. Через 25 или 28 дней они прерывали беременность, изымали эмбрионы и смотрели, что получилось.

Оказалось, что четырехнедельные почки имели абсолютно нормальное строение для своего этапа развития. В них сформировались зачатки клеток, которые в конечном итоге должны были стать мочеточниками, соединяющими этот орган с мочевым пузырем. Также сформировались канальцы – важные структуры внутри почек, которые, собственно, и отвечают за главную их функцию — удаление из крови продуктов метаболизма.

Гибридные почки на 50-60% состояли из человеческих клеток, но сосуды и нервы были в основном свиного происхождения. Это уже гораздо лучше, чем в предыдущих экспериментах. Тогда попытки создать гибридные органа человека и свиньи обернулись фиаско, поскольку свиные клетки попросту вытесняли человеческие и почки в итоге получались почти на 100% свиными.

Впрочем, пока непонятно, удастся ли создать в организме другого животного полностью человеческий орган. На сегодня процент клеток человека в почках свиней недостаточно высок, чтобы считать их полностью человеческими, а значит безопасными для пересадки. Свиные же клетки могут повести себя непредсказуемо, если поместить их в человеческий организм.

Исследование вызвало большое количество вопросов относительности этичности подобных экспериментов. С одной стороны, открытие способно в будущем уменьшить острую нехватку органов для трансплантации. С другой, во время опыта несколько человеческих нервных клеток оказались в головном и спином мозге свиней.

«Мы увидели лишь небольшое количество нервных клеток человека в головном и спинном мозге и не обнаружили человеческих клеток в генитальном гребне, что указывает на то, что плюрипотентные стволовые клетки человека не дифференцируются в половые клетки», — отвечает на эти претензии еще один соавтор  работы Чжэнь Дай.

Несмотря на ряд ограничений, открытие действительно революционное, поскольку открывает перспективы выращивания человеческих органов внутри животных. И хотя некоторые специалисты скептически относятся к трансплантации такой почки в обозримом будущем, ученые продолжают работу над создание полностью человеческого органа внутри другого вида.

Анастасия Адаховская, «Детали». Фото: Depositphotos.com