Ksenotransplantacja: czym jest i jakie są jej postępy?

Dzięki postępowi w technologii medycznej coraz częściej możliwe jest przeszczepianie organów międzygatunkowych. Oto, co musisz wiedzieć o tej kontrowersyjnej praktyce.

Napisane i zweryfikowane przez lekarza weterynarii i zootechniki Sebastian Ramirez Ocampo.

Ostatnia aktualizacja: 08 maja, 2023

Ksenotransplantacja to zabieg chirurgiczny polegający na wszczepieniu komórek, tkanek lub całych organów pochodzących od jednego gatunku różniącego się filogenetycznie do innego. Na przykład ze świni do człowieka. Odnotowuje się, że zabiegi te są praktykowane od co najmniej 300 lat, z mieszanymi rezultatami, które wzbudziły kontrowersje wśród społeczności naukowej.

Mimo to eksperci z dziedziny medycyny widzą w ksenotransplantacji możliwe rozwiązanie obecnego niedoboru organów. W poniższym tekście poznasz zalety, wady i perspektywy tej praktyki dla przyszłości ludzkiego zdrowia.

Niedobór ludzkich narządów i potrzeba nowych rozwiązań

Według danych Globalnego Obserwatorium Dawstwa i Transplantacji, co roku na całym świecie wykonuje się 150 000 przeszczepów z człowieka na człowieka. Jednak w krajach, takich jak Stany Zjednoczone dawstwo jest nadal bardzo niskie, co sprawia, że około 17 osób umiera każdego dnia, czekając na przeszczep ważnych organów, takich jak serce, wątroba czy nerki.

Ponadto Europejska Dyrekcja ds. Jakości Leków i Usług Zdrowotnych stwierdziła, że chociaż 36 000 pacjentów otrzymało przeszczep w 2021 roku, 41 000 nowych pacjentów zostało dodanych do list oczekujących.

Z powodu tego problemu lekarze i badacze zainteresowali się wykorzystaniem organów pochodzących od zwierząt. W szczególności świnie i zwierzęta z rzędu naczelnych (NHP).

Zwierzęta wykorzystywane w ksenotransplantacji

Pierwszy odnotowany przypadek ksenotransplantacji miał miejsce w 1667 roku, kiedy francuski lekarz Jean Baptiste Denis przetoczył krew jagnięcia młodemu mężczyźnie z gorączką i uzyskał pozytywne wyniki. Jednak ta praktyka nie była tak skuteczna u innych pacjentów, więc zakazano ksenotransfuzji we Francji na wiele lat.

Później, w 1920 roku, chirurg Serge Voronoff przeszczepił jądra szympansa grupie mężczyzn w celu zwiększenia męskości, energii i wigoru. Jednak korzyści nie potwierdzono naukowo.

Lata później, między 1963 a 1993 rokiem, przeprowadzono kilka ksenotransplantacji nerek, serca i wątroby od naczelnych do ludzi. Większość pacjentów zmarła w ciągu kilku godzin lub dni po zabiegu, ale był jeden przypadek, kiedy człowiek przeżył 9 miesięcy z nerką szympansa bez widocznych komplikacji.

Wady zwierząt z rzędu naczelnych

Choć można by pomyśleć, że naczelne są idealnymi kandydatami do ksenotransplantacji u ludzi, w rzeczywistości ich przydatność jako źródła narządów jest dość kontrowersyjna. Z jednej strony, jako zwierzęta zagrożone wyginięciem, ich wykorzystanie do tej praktyki jest przedstawiane jako nieetyczne.

Z drugiej strony, istnieje ryzyko, że u biorcy rozwiną się choroby przenoszone przez naczelne. Wynika to z ilości informacji genetycznej, którą dzielimy.

W praktyce zaobserwowano również, że nie dostarczają one narządów odpowiedniej wielkości dla człowieka. Ponadto w większości przypadków są odrzucane przez układ odpornościowy ludzkiego biorcy.

Świnia, dawca dzisiejszych czasów

Wobec takich wad większość współczesnych badań skupiła się na innym gatunku – świni domowej. Świnie te, poddawane w ostatnich latach licznym eksperymentom, mają idealne cechy dla ksenotransplantacji:

• Są anatomicznie i funkcjonalnie podobne do ludzi.
• Istnieje duża liczba osobników na całym świecie.
• Łatwo się rozmnażają, a okres ciąży jest krótki.
• Można je hodować wolne od patogenów.

Jednak mimo wielkiego postępu, jaki dokonał się w rozwoju tego gatunku, nadal istnieją dwa główne problemy związane ze świniami: odrzucenie immunologiczne i ryzyko infekcji.

Przeszkody w ksenotransplantacji

Odrzucenie następuje, ponieważ układ odpornościowy człowieka rozpoznaje przeszczepiony organ jako ciało obce. W wyniku tego powstaje reakcja przeciwciał, które łączą się z komórkami śródbłonka przeszczepu, próbując go zniszczyć. Ta reakcja odrzucenia może nastąpić w ciągu kilku godzin, dni lub miesięcy.

Aby temu zaradzić, badacze próbowali genetycznie zmodyfikować świnie dawców w celu oszukania układu odpornościowego biorcy. Na przykład poprzez tworzenie zwierząt transgenicznych, które wyrażają ludzkie geny o właściwościach immunomodulacyjnych, zapobiegających odrzuceniu.

Jeśli chodzi o infekcje, ryzyko polega na przenoszeniu specyficznych patogenów z tkanek świń lub retrowirusów znajdujących się w genomie świni. Te ostatnie mogą po cichu infekować ludzi poprzez integrację i zmianę składu genów, powodując choroby lub ksenozoonozę.

Jednak dzięki technikom manipulacji genetycznej, takim jak narzędzie CRISPR, retrowirusy te zostały unieszkodliwione w genomie świni.

Ostatnie badania nad ksenotransplantacją

W 2022 roku przeprowadzono pierwszy przeszczep serca z genetycznie zmodyfikowanej świni do człowieka ze schyłkową niewydolnością serca. Początkowo biorca nie odrzucił przeszczepu.

Jednak po ośmiu tygodniach zmarł, gdy rozwinęła się u niego infekcja herpeswirusem świń. Wirus ten, który wywołuje u świń chorobę Aujeszky‘ego, nie mógł być zidentyfikowany w badaniach przed przeszczepem.

Z drugiej strony, w najnowszej pracy opublikowanej w ” The New England Journal of Medicine” opisano, że nerki pochodzące od transgenicznych świń dobrze funkcjonowały w ciałach dwóch osób. Było to jednak badanie bardziej eksperymentalne i demonstracyjne, ponieważ u ludzi wystąpiła śmierć mózgu.

Czy ksenotransplantacje są możliwym rozwiązaniem?

Niewątpliwie zapotrzebowanie na ludzkie narządy jest problemem ukrytym. Co więcej, w związku z gwałtownym wzrostem populacji w ostatnich latach, oczekuje się, że zapotrzebowanie na przeszczepy będzie rosło.

Chociaż ksenotransplantacja mogłaby zapewnić nieograniczone dostawy narządów, nadal istnieje wiele pytań, na które nauka musi odpowiedzieć, zanim ta technika będzie mogła być stosowana rutynowo.

Dlatego potrzeba więcej badań, aby potwierdzić, że ksenotransplantacja jest bezpieczną i funkcjonalną praktyką w dłuższym okresie czasu.