Редактирование генов может решить проблему с донорскими органами - The Economist

"Держите смерть подальше от дороги", - этот слоган Министерства транспорта 3 когда-то понравился людям. И он сработал. На протяжении последних нескольких десятилетий водители и пешеходы осторожнее вели себя на дороге как в Британии, так и других странах.

Одним из последствий этого стало сокращение доступных для пересадки органов. Очередь тех, кто ждет такую операцию, растет. По состоянию на июль этого года только в США более 117 тысяч человек ждали подходящего донора. Поэтому необходим альтернативный источник органов.

Об этом пишет The Economist, добавляя, что научная работа Луань Ян и ее коллег из компании биотехнологий eGenesis может помочь найти способ решения проблемы. Доктор Ян и ее команда работают со свиньями. Идея заменять человеческие органы свиными на слуху уже некоторое время. Эти животные хорошо изучены и их легко выращивать. Они такого же размера, как и люди, поэтому их внутренние органы тоже похожи на человеческие. Конечно, существует определенный фактор отвращения от предложения пересадить, скажем, почку свиньи кому-то прикованному к машине диализа. Однако тем, кто оказался за шаг до смерти из-за отказа почек, совсем не до брезгливости.

Но это не единственная проблема. Существуют реальные физиологические препятствия для такой ксенотрансплантации. Одна из них заключается в том, что человеческая иммунная система сразу же отторгает орган другого вида. Другая проблема в том, что такой трансплантат может занести в организм новые инфекции, вызванные эндогенными ретровирусами. Доктор Ян работает над решением второй проблемы.

Эндогенные ретровирусы - это часть вирусной ДНК, которая интегрировалась с животным геномом и передавались в ДНК из поколения в поколение. Проблема в том, что такие вирусы могут выделяться и становиться независимыми инфекционными агентами. Более того, эксперименты с клеточными культурами показали, что эндогенные ретровирусы могут распространяться таким образом от одних видов к другим, вызывая болезни. Поэтому свиные эндогенные ретровирусы могут распространиться на человеческие клетки. Может ли это произойти в условиях трансплантации органа животного в организм, а не только в чашках Петри, точно не известно. Но даже такая минимальная возможность вызывает беспокойство.

Чтобы избавиться от угрозы распространения эндогенных ретровирусов доктор Ян и ее команда обратились к CRISPR-Cas9 - технике редактирования генов, которая в последнее время привлекала к себе внимание из-за возможности редактирования человеческого ДНК для замены дефектных генов. Доктор Ян предлагает использовать технику для удаления эндогенных ретровирусов из органов свиней, чтобы сделать их пригодными для межвидовой трансплантации.

Сначала команда искала каждый эндогенный ретровирус среди 2,7 миллиардов пар в геноме подопытных свиней. Пришлось разделить геном на отрезки и аккуратно изучить их на участки, которые были бы похожими на вредные. Таким образом, ученые нашли 25 ретровирусов. Определив цели, они применили метод CRISPR-Cas9, чтобы отрезать и заблокировать ретровирусы в свиных тканях, в частности в фибриобластах. Первые попытки очистить подопытные свиные ткани провалились. Ученым удалось удалить максимум 90% эндогенных ретровирусов. Со временем исследователи поняли, что вред от редактирования был настолько большой, что вызвал процесс самоуничтожения клеток, известный как апоптозис. Только после препаративного решения этой проблемы ученым удалось полностью очистить свиные ткани от эндогенных ретровирусов.

В конце концов, они вырастили восемь здоровых и свободных от ретровирусов поросят. Половина из них до сих пор жива. В возрасте 4,5 месяцев их органы будут идеальными для трансплантации. Однако, этих конкретных поросят не ждет такая судьба. Их будут тщательно изучать на протяжении всей их жизни, чтобы выявить потенциальные аномалии.

Впрочем, очищение органов от животных эндогенных ретровирусов - это лишь одна проблема, которая мешает пересаживать их людям. Нужно еще решить проблему одторжения органов других видов. Если метод редактирования генов можно будет применить, чтобы удалить животные белки со свиных генов, которые провоцируют человеческую иммунную систему, тогда еще один большой шаг для межвидовой трансплантации будет сделан. Существует возможность, что гены свиней можно будет отредактировать так, чтобы их органы казались человеческими для иммунной системы.

Ранее ученые вырастили мини-печень человека, которую можно пересаживать пациентам. Она способна перерабатывать вредные вещества так же эффективно, как и обычная печень человека.