Российские ученые изучили мировой опыт ксенотрансплантации – пересадки органов от животных человеку и определили набор генетических изменений, необходимых для создания свиней-доноров. Исследование провели специалисты Первого МГМУ имени И.М. Сеченова. В перспективе университет планирует вывести собственную линию генетически модифицированных животных, органы которых можно будет использовать для трансплантации человеку.
Проблемы ксенотрансплантации
В обзоре исследования от журнала «Молекулярная биология» отмечается, что дефицит донорских органов остается одной из главных проблем трансплантологии. Первые эксперименты с пересадкой органов животных человеку начались еще в 1960-х годах. Изначально основными кандидатами на роль доноров были приматы. Однако впоследствии от этой идеи отказались из-за риска передачи человеку зоонозных инфекций и сложностей с разведением животных.
В итоге внимание исследователей переключилось на свиней. Их органы сопоставимы с человеческими по размерам и ряду физиологических характеристик, а быстрый цикл размножения позволяет относительно быстро получать животных с заданными генетическими признаками. Обзор мировых разработок в этой области опубликован в журнале «Молекулярная биология».
Основным препятствием для пересадки свиного органа остается иммунная система человека. Она распознает чужеродные ткани и запускает мощную реакцию отторжения. С развитием технологий редактирования генома, в частности CRISPR/Cas9, ученые получили возможность заранее изменять генетический профиль животных и снижать выраженность этой реакции.
Одна из главных задач — убрать из клеток свиньи молекулы, которые иммунитет человека воспринимает как чужеродные. Для этого редактируют гены ggta1, cmah и b4galnt2. Они отвечают за образование трех основных углеводных антигенов — α-Gal, Neu5Gc и SD(a). По данным исследователей, именно против этих структур направлено более 95% человеческих антител.
Одновременно в геном свиньи добавляют человеческие гены, способные регулировать иммунный ответ, воспаление и свертывание крови. Среди них — CD46, CD55, THBD, PROCR, CD47 и HMOX1. Такой подход должен одновременно уменьшить вероятность отторжения и снизить риск повреждения пересаженного органа после его подключения к кровообращению пациента.
Специалисты Сеченовского Университета проанализировали существующие в мире варианты генетических модификаций и сопоставили их результаты. Это позволило определить наиболее перспективные комбинации изменений для будущих линий животных-доноров.
Успехи учёных-ксенотрансплантологов
Первые результаты клинических экспериментов показывают, что технология постепенно приближается к практическому применению. На сегодняшний день в мире провели девять ксенотрансплантаций: шесть пересадок почек, две пересадки сердца и одну пересадку печени. Наиболее успешными пока считаются эксперименты с почками.
В январе 2025 года 66-летнему американцу Тимоти Эндрюсу пересадили почку от генетически модифицированной свиньи. С новым органом пациент прожил более девяти месяцев. Этот результат стал одним из наиболее продолжительных подтверждений жизнеспособности ксенотрансплантации. При этом специалисты пока рассматривают такие операции прежде всего, как потенциальный способ временно обеспечить пациента органом, пока он ожидает человеческого донора.
Потенциал Сеченовки
В Сеченовском Университете рассчитывают создать собственную линию генетически модифицированных свиней. На формирование такой линии и необходимой научной инфраструктуры может потребоваться до десяти лет. Помимо редактирования генома, исследователям предстоит добиться стабильного наследования заданных характеристик, провести длительные испытания безопасности и сформировать базу для последующего клинического применения.
«При ксенотрансплантации нужно закрыть целый комплекс антигенов, по сути, перестроить иммунную систему животного», – отметил директор Института регенеративной медицины Научно-технологического парка биомедицины Сеченовского Университета, доктор химических наук Петр Тимашев.
По его словам, для этого необходимы технологии геномного редактирования, включая CRISPR, однако одной модификации отдельных генов недостаточно. Ученым предстоит вывести линии животных с устойчивыми и предсказуемыми характеристиками, а также создать научную и нормативную базу, которая позволит в будущем перейти от экспериментальных процедур к клиническому использованию свиных органов.