Вирусам дорога закрыта: органы ГМ-свиней стали менее опасными для человека

Исследователи впервые "освободили" свиней от генов эндогенных ретровирусов.
Фото eGenesis.

Исследователи, работающие над созданием технологии трансплантации в организм людей органов свиней, вот уже много лет не могут решить проблему: как быть с эндогенными ретровирусами свиней (PERV)? Речь идёт о следах древних вирусных инфекций, которые закрепились в ДНК этих животных. Такие "остатки" разбросаны по всему геному животного. Потенциально они могут "заразить" человека, которому пересадят сердце, лёгкое или почку свиньи.

Но недавно исследователи американской компании, работающие над технологией выращивания свиных органов, подходящих для пересадки в организм человека, сообщили, что они вычеркнули эти вирусы из списка потенциальных проблем. Используя известный инструмент редактирования генома CRISPR, учёные создали десятки здоровых свиней без каких-либо следов генов PERV.

"Если всё действительно так, как об этом говорят, то это большое достижение", — считает вирусолог Иоахим Деннер (Joachim Denner) из Института Роберта Коха, который изучал последовательности генов PERV.

Проблема нехватки человеческих органов для пересадки обсуждается не первый год. Миллионы людей нуждаются в новом органе. Например, только в США ежедневно умирают около 22 человек, недождавшихся жизненно необходимой операции.

В связи с этим учёные работают над созданием технологий, которые могли бы заменить органы человека, а также упростить саму процедуру пересадки. Органы свиней похожи на человеческие и по своему размеру, и по своей анатомии, так что есть надежда, что люди смогут их использовать в качестве донорских. Такая идея известна под названием ксенотрансплантация, или межвидовая трансплантация. И, возможно, исследования по трансплантации органов животных значительно ускорились бы, если бы не озабоченность по поводу PERV.

Ранее учёные уже имплантировали клетки поджелудочной железы свиней в организм людей, страдающих диабетом. Тогда не было обнаружено следов какого-либо последующего заражения PERV. Но, уточняет Деннер, речь всё же идёт о небольшом количестве клеток, находящихся внутри защитной капсулы.

Большие же свиные органы, вероятно, потребуют применения иммуноподавляющих препаратов, не позволяющих организму пациента атаковать пересаженные органы. Потенциально такие органы несут в себе больший риск передачи PERV.

Научные работы, в которых клетки свиней выращивались в чашке Петри вместе с человеческими клетками, показали, что эти самые вирусы (PERV) заражали клетки человека. Это и натолкнуло медиков на мысль, что то же самое будет происходить после трансплантации органов. В этом случае, говорят эксперты, у пациентов могут возникнуть такие серьёзные заболевания, как рак.

Деннер и его коллеги не так давно попытались "вырезать" гены PERV из клеток свиней при помощи особой технологии редактирования генома — нуклеазы с цинковыми пальцами (zinc finger nucleases). Но этот подход оказался неэффективным.

Тогда решено было использовать технологию CRISPR. В 2015 году два генетика из Гарвардского университета Джордж Чёрч (George Church) и Лухань Ян (Luhan Yang) основали компанию eGenesis, сосредоточенную на разработке трансплантируемых органов. В том же году они доказали, что CRISPR может "выбить" гены PERV из всех 62 участков в геноме свиньи. Исследователи считают, что таким образом они наконец-то получили шанс выращивать подходящие донорские органы. (К слову, этот тот самый Джордж Чёрч, который параллельно работает над "воскрешением" мамонта).

Теперь же учёные взяли генетический материал из таких свиных клеток и, используя похожий приём, который применялся для клонирования овечки Долли, вставили его в яйцеклетки свиньи. Затем они имплантировали их в суррогатную свиноматку, которая родила клонов свиней. И у них всех впервые отсутствовали следы PERV в геноме. "Это грандиозный шаг навстречу к ксенотрансплантации", — говорит Деннер.

До настоящего времени было рождено 37 подобных поросят, 15 из которых до сих пор живы, а самому старшему из них – около четырёх месяцев. Пока слишком рано говорить, имеют ли такие животные высокий уровень смертности или нет по сравнению с обычными свиньями. Всё-таки поросята часто погибают от инфекций, говорит Чёрч.

Исследователи намерены "создавать" свиней таким образом, чтобы они были более иммунологически схожими с людьми. Теоретически это приведёт к тому, что иммунная система пациента будет не так усилено отторгать пересаженные органы.

Тем не менее, несмотря на очевидно хорошую новость, Робин Вайс (Robin Weiss) из Университетского колледжа Лондона, который первым обнаружил PERV, говорит, что существуют и другие вирусы в геноме свиньи. Такие вирусы теоретические также могут "перепрыгивать" на людей. В связи с этим риск возникновения рака после трансплантации таких органов или появление других проблем всё ещё есть.

Результаты исследования представлены в научном издании Science.

Сегодня