A bravúr egy fontos lépéssel közelebb viszi az orvosokat azon céljukhoz, hogy állati szervek felhasználásával enyhítsék az emberi szervek hiányát. A kísérlet során egy sor olyan genomszerkesztési műveletet hajtottak végre törpemalacokon, amelyek megakadályozzák, hogy a recipiens immunrendszere megtámadja az új szerveket, és amelyek semlegesítik a donor szerveiben megbúvó ősi vírusokat is – ezek döntő fontosságú lépések a sertésszervek emberi felhasználásához.

Ez „elvi bizonyíték nem emberi főemlősökön, hogy a mi szervünk biztonságos és támogatja az életet”, mondja Wenning Qin, a massachusettsi eGenesis biotechnológiai cég molekuláris biológusa, aki társszerzője volt az eredményekről beszámoló, a Nature folyóiratban megjelent tanulmánynak.

A kutatók szerint ez a vizsgálat további fontos adatokkal szolgálhat az olyan szabályozó hatóságok számára, mint az amerikai FDA, amely fontolgatja, hogy engedélyezze-e a nem emberi szervátültetések első emberi kísérleteit. Ugyanakkor a szakértők szerint fontos lesz utánajárni annak, hogy miért voltak olyan jelentős eltérések a végrehajtott xenotranszplantációk sikerében, és hogy mennyire lesz megvalósítható a donorként használt, génmódosított törpemalacok tömeges előállítása.

Az elmúlt pár évben a kutatók két élő emberbe ültettek át sertésszívet, és igazolták, hogy a sertésszív és a sertésvese is képes működni olyan emberekben, akiket klinikailag halottnak nyilvánítottak, majd gépekkel tartottak életben. David Cooper, a bostoni Massachusetts General Hospital xenotranszplantációs immunológusa, aki nem vett részt a vizsgálatban, de az eGenesis tanácsadójaként dolgozik, szerint az ilyen kutatások létfontosságúak, mivel kevés a megfelelő szervdonor. Csak az Egyesült Államokban több mint 100 ezer ember vár szervátültetésre, és közülük naponta körülbelül 17-en halnak meg.

A xenotranszplantációs kutatások eddig főként hagyományos sertéseken folytak, részben azért, mert szerveik mérete és anatómiája hasonló az emberéhez. Az emberek és más főemlősök immunrendszere azonban a sertéssejtek felszínén lévő egyes molekulákra működésbe lendül, így a nem módosított sertésszerveket kilöki a szervezet. A kutatók ezért a CRISPR-Cas9 génszerkesztési technológiát kezdték el használni az említett molekulákat előállító enzimeket kódoló gének blokkolására.

Qin és kollégái 69 gént módosítottak törpemalacokban, ami az eddigi legkiterjedtebb génszerkesztés, amelyet élő sertéseken xenotranszplantáció céljából végeztek. Három módosítás a kilökődéssel kapcsolatos molekulákat célozza meg, 59 pedig a retrovírusokat, amelyek már régen beágyazódtak a törpemalacok genomjába. Korábbi kutatások kimutatták, hogy laboratóriumi körülmények között ezek a beágyazott vírusgenomok képesek olyan vírusrészecskéket termelni, amelyek emberi sejteket fertőznek, de az emberi xenotranszplantált recipiensekre és az átültetett szervekre gyakorolt fertőzési kockázat nem egyértelmű. Az utolsó hét módosítás során olyan emberi géneket adtak hozzá a genomhoz, amelyek segítenek az átültetett szerv egészségének megőrzésében. Két gén például olyan fehérjéket kódol, amelyek megakadályozzák a nem kívánt véralvadást.

Qin és munkatársai különböző mértékig génmódosított törpemalacokból ültettek át veséket 20 közönséges makákóba, miközben az állatokat immunszuppresszív gyógyszerkoktéllal is kezelték. Az emberi gének nélküli vesét kapott 7 majom egyike sem maradt életben 50 napnál tovább. Összehasonlításképpen, az emberi géneket is tartalmazó vesét kapott 15 majom közül 9 túlélte az első 50 napot. Öten közülük végül több mint egy évig, egy pedig több mint két évig élt. A vese biomarkerek elemzése azt mutatja, hogy az átültetett szervek ugyanolyan jól teljesítettek, mint az állatok saját veséi.

A hagyományos sertésekből átültetett szervek gyorsan nőnek a recipiensekben, ami veszélyeztetik a transzplantációt. Néhány kutató megpróbálta blokkolni a növekedésért felelős sertésgéneket, de ez a lépés nem várt komplikációkkal járt, mondja Muhammad Mohiuddin, a Marylandi Egyetem xenotranszplantációs sebésze. A kutató szerint az új vizsgálat során elismerésre méltóan oldották meg ezt a problémát azzal, hogy törpemalacok veséit használták, amelyek szervei lassabban nőnek.

Bár az akár kétéves túlélési idő kivételesnek számít, Qin elismeri, hogy az túlélési idők sokkal változatosabbak voltak, mint amire a csapat számított. Ugyanakkor a kutatók a módosított genomokat az emberekre, nem pedig a makákókra gondolva tervezték meg, így Mohiuddin szerint valószínű, hogy emberben jobban teljesítenének az idegen szervek. Az emberi alkalmazás megkezdése azonban így sem lesz problémamentes, figyelmeztet Jayme Locke, az Alabamai Egyetem transzplantációs sebésze. Az emberek sokkal nehezebbek és magasabb a vérnyomásuk, mint a makákóknak, és nem tudni, hogy a sertésszervek kibírják-e ezt a környezetet, magyarázza a kutató.