У Китаї для пересадки органів вивели генетично сумісних з людьми свиней

 Препринт роботи викладений на порталі bioRxiv, повідомляє Agri-gator.

Свині втратили три гени, придбали дев’ять, а також позбулися 25 вірусів, що розмножуються в геномі. При цьому свині абсолютно здорові і фертильні, а їх клітини не викликають агресії у компонентів людської імунної системи. Клінічні випробування пересадок на людях плануються в найближчі роки.

На шляху до трансплантації тваринних органів людині стоять три перешкоди.
Перше — фізіологічна сумісність: орган повинен підходити за розміром, будовою і функціями. У цьому сенсі зручним об'єктом є свиня, багато органів якої, наприклад, серце або нирки, несуттєво відрізняються від людських.

Друга перешкода — імунне відторгнення. Організм людини реагує насторожено на будь-які незнайомі молекули, але деякі - наприклад, цукор на поверхні чужих клітин — викликають особливо сильну агресію.

Нарешті, третє - це віруси, які носить в своєму геномі кожен організм. Мова йде не про активні віруси, які викликають епідемії, а про ендогенні, тобто такі, які не вбивають клітину, а розмножуються тільки в межах її ядра. Але якщо власні віруси клітина ще якось тримає під контролем, то якщо чужі клітини заразять її новими вірусами, то з наслідками їх розмноження вона може не впоратися.

Для того, щоб орган свині став сумісний з людиною, з урахуванням всіх цих вимог, необхідно внести зміни відразу в ряд генів. Спочатку цього намагалися домогтися за допомогою генних нокаутів, і серце свині з декількома нокаутами протрималося в організмі павіана цілих три роки.

В 2015 році американський генетик Джордж Черч і китайський біолог Луханом Ян заснували компанію eGenesis, метою якої стало створення свиней, модифікованих відразу по безлічі генів. Через деякий час вчені на чолі з Черчем відзвітували про те, що їм вдалося повністю очистити клітини свиней від ендогенних ретровірусів. Тепер же Черч і Ян зробили наступний крок: створили одночасно «безвірусних» і імунологічно сумісних тварин.

Дослідники перевірили, що відредаговані свині генетично стабільні. В їх клітинах дійсно експресувалися вісім з дев’яти людських генів і «мовчали» гени, що викликають імунне відторгнення.

Самі тварини при цьому були фізіологічно здорові і фертильні. Незважаючи на втручання в їх імунітет і систему згортання крові, їх аналізи крові були в межах норми. Ніякого впливу редагування на роботу серця, печінки і нирок свиней вчені теж не виявили.

Нарешті, дослідники перевірили, чи придбали генетично відредаговані свині необхідні для трансплантації властивості. Спочатку вони виділили культуру клітин зі стінок судин свиней і обробили її людськими імуноглобулінами: вони зв’язувалися з модифікованими клітинами на 90%  менше, ніж зі звичайними. Потім на ці клітини подіяли людськими білками комплементу — вони реагують на присутність чужорідних клітин навіть раніше, ніж імуноглобуліни — але система комплементу активізувалася не частіше, ніж у випадку з власними, людськими клітинами.

Таким чином, вченим вдалося створити тварин, клітини яких не викликають негайної агресії людського імунітету. Незважаючи на те, що імунна система може зреагувати на чужорідні клітини потім, розпізнавши на них більш рідкісні білки, з цим можна впоратися за допомогою імуносупресорів. Редагування ж дозволяє уникнути гострого відторгнення і виграти час, за яке орган встигне прижитися всередині тіла. В інтерв'ю Science Ян уточнила, що в 2020 році компанія планує зосередитися на доклінічних випробуваннях, але розраховує перейти до досліджень на людях в найближчі п’ять років.