Можно ли пересадить орган свиньи человеку?

Новые технологии генной инженерии приблизили нас к созданию безопасных для пересадки человеку органов свиньи. Портал Science рассказал, как метод CRISPR (Короткие палиндромные повторы, регулярно расположенные группами — они защищают клетку от чужеродных генетических элементов) был использован на клетках свиньи, чтобы уничтожить потенциально вредные последовательности из 62 фрагментов ДНК в геноме животного. Это возрождает надежду, что органы свиньи удастся «приспособить» для человеческого тела.

1

Почему раньше пересадки не удавались

Органы свиней не впервые рассматривают, как претендентов на пересадку, ведь их размеры соответствуют человеческим органам. Однако не удается обойти резкую реакцию иммунитета, которую провоцируют клетки животных. Также эти клетки несут другую потенциальную угрозу: их ДНК пронизаны маленькими копиями последовательностей ДНК, которые являются остатками вирусов и все еще могут производить инфекционные вирусные частицы. Ранее были случаи перехода свиного эндогенного ретровируса (англ. PERV) в человеческие клетки через еду. А во время экспериментов он поразил человеческие клетки, трансплантированные мышам с ослабленной иммунной системой.

2

Кто взялся решить проблему

Новый эксперимент CRISPR был нацелен как раз на таинственные последовательности PERV. Этим вопросом занялся Георг Чарч из Гарвардского университета и его коллеги.

Исследователь верит, что новая работа заставит пересмотреть идею ксенотрансплантации — использования органов животных для людей. «По сути, вся эта область была в упадке 15 лет, — говорит Чарч. — Было всего несколько верных своему делу коллег, которые поддерживали ее жизнь. Но, я думаю, теперь игра полностью изменится».

3

Как это работает

Метод CRISPR основан на древнем защитном механизме, который бактерии используют, чтобы разрушать ДНК вторгающихся вирусов. С его помощью исследователи могут поразить определенную точку в геноме короткой нитью проводящей РНК и затем отрезать его фермент, чтобы точно разорвать ген или вставить новый.

Команда Чарча разработала проводящую РНК, которая поражает ген, общий для всех 62 последовательностей PERV в ДНК клеток из почек свиней. В небольшой части этих клеток система CRISPR уничтожила каждый экземпляр целевого гена, и эти измененные клетки показали, что их способность инфицировать PERV клетки почки человека через еду снизились в 1000 раз.

4

Почему это не спасет ото всех бед

Чарч предостерегает, что изменить много экземпляров одной повторяющейся последовательности — не то же самое, что поразить много уникальных генов за раз — а это будет необходимо, если CRISPR нацелены лечить, к примеру, сложные генетические заболевания. Он подозревает, что эксперимент удался, благодаря редкому явлению генной конверсии: уже обезвреженные CRISPR фрагменты ДНК не дали клеткам восстановить недавно срезанные фрагменты, что и убрало все копии PERV.

«Мы не уверены, что то, что мы сделали — всеобщее правило, — говорит исследователь. — Это не значит, что теперь мы можем легко изменить 62 различных гена».

5

Какие еще проблемы нужно решить?

Если риск PERV можно будет отбросить, то у исследователей межвидовой трансплантации будет на одну проблему меньше. Но чтобы вывести свиней, пригодных для пересадок органов, необходимо будет идентифицировать много других молекул в их клетках, которые человеческая иммунная система отвергает, и удалить их, при этом не убив животных. Чарч сообщил, что у его команды есть целый список таких «проблем», и они работают, чтобы решить каждую из них при помощи CRISPR и других методов. Они надеются имплантировать суррогатной свиноматке приемлемый для человеческого иммунитета и избавленный от PERV эмбрион в 2016 году.