Свинячье сердце: в России выведут животных для выращивания органов
Генетически модифицированные животные, в телах которых станут выращивать органы для трансплантации людям, появятся в России в ближайшие годы. МФТИ подписал соглашение с китайскими учеными об участии в совместном проекте. Животные с человеческими генами помогут получить максимально подходящий материал для пересадки. Он не вызовет отторжения из-за реакции иммунитета, так как не будет восприниматься организмом человека как чужеродный. На первом этапе специалисты проведут перестройку генома свиньи. Аналогичная работа планируется также с нечеловекообразными приматами — яванскими макаками. Трансгенных животных намерены также использовать для доклинических исследований новых лекарств.
Отредактировать эмбрион
В трансплантации сердца, почек, печени и других жизненно важных органов нуждаются тысячи людей, однако донорского материала, который сейчас берут в основном от только что умершего человека, остро не хватает. Проблема усугубляется тем, что пересаживать можно только генетически идентичные ткани и органы. Материал, взятый у животных, неизбежно будет распознан как чужеродный и отторгнут иммунитетом. Однако нужные органы можно создать искусственно в лаборатории методами тканевой инженерии или попробовать «вырастить» внутри организма другого биологического вида.
Ученые Московского физико-технического института (МФТИ) совместно с коллегами из Китая запускают масштабный проект по созданию генетически модифицированных животных для нужд трансплантации. Как сообщил «Известиям» руководитель лаборатории геномной инженерии Павел Волчков, соответствующее соглашение МФТИ с четырьмя китайскими организациями было подписано в Шанхае в рамках Третьего заседания Координационной комиссии по инновационному сотрудничеству и форума «Инвестиции в инновации». С китайской стороны главным интересантом стала компания Clonorgan, представляющая собой венчурный стартап. Также свои подписи поставили представители бизнес-инкубатора города Ченду, Института ветеринарии и животноводства Китайской академии наук и правительства города Чунцин.
— Компания Clonorgan пришла к нам за помощью в плане редактирования генома, — пояснил Павел Волчков. — Сотрудники нашей лаборатории уже отработали технологию создания трансгенных животных.
Речь идет о ксенотрансплантации — пересадке органов, тканей или клеток от организма одного биологического вида другому. Генетикам нужно добиться, чтобы ткани и органы, выращенные в животном, можно было перенести в организм человека и трансплантат не отторгался бы вследствие иммунного ответа, был функционален и служил длительное время.
Гуманизированные животные
В научной литературе животные, организмы которых состоят из генетически разнородных клеток (то есть взятых от разных биологических видов), получили название химер. Как отметили в МФТИ, на данный момент уже получено более 10 линий гуманизированных свиней, несущих необходимые модификации в геноме. Пока их будут применять для тестирования новых препаратов. На таких животных можно проверять методики терапии различных болезней (в том числе ВИЧ и онкозаболеваний). К примеру, вырастить у свиньи фрагмент человеческой печени и тестировать на нем лекарство от цирроза, которое будет подходить людям.
— Несмотря на известное высказывание Уинстона Черчилля о том, что свиньи смотрят на нас как на равных, отличия между нами, как биологическими видами, велики, — отметил Павел Волчков. — Нам важно избежать при пересадке сверхбыстрой реакции отторжения. В дальнейшем можно будет вырастить орган, состоящий из человеческих тканей, внутри тела животного. Такая технология называется бластоцистной комплиментацией (бластоциста — это следующий этап формирования зародыша после зиготы. — «Известия»). Причем, применять ее можно персонализировано: с использованием клеток конкретного пациента, что сделает риск отторжения минимальным.
Помимо редактирования эмбрионов свиней, ученые также инициировали проект с нечеловекообразными приматами, предположительно, яванскими макаками.
Перспективные технологии
Как поясняют ученые, вопрос выращивания органов для трансплантации решится не так скоро, это технологии медицины будущего. Однако некоторые отдельные ткани и паренхиматозные органы человеческого организма (печень, селезенка, эндокринные железы) можно будет получить в ближайшие 5–10 лет. Например, исследователи смогут помочь больным с сахарным диабетом, если вырастят фрагменты поджелудочной железы. По словам ученых, таким же способом можно решить проблему трансплантации костного мозга, в которой нуждается огромное количество людей на Земле, а донорского материала катастрофически не хватает. Для этого нужно будет пересадить животным гемопоэтические стволовые клетки человека (клетки костного мозга, из которых получаются эритроциты, тромбоциты и различные виды лейкоцитов. — «Известия»). Их можно будет полностью или частично формировать из клеток, взятых у конкретного пациента.
В лаборатории биомедицинских клеточных технологий
Ведущий научный сотрудник Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, профессор Гёттингенского университета (Германия) Константин Крутовский уверен, что геномное редактирование — это большой шаг вперед, но, как и всякая новая технология, оно связано с определенными рисками.
— Подходить к этому надо с большой осторожностью, используя нестареющий принцип медицины — «не навреди». Не все побочные эффекты геномного редактирования изучены, — подчеркнул ученый. — Поэтому необходимы дополнительные исследования, прежде чем использовать этот метод в практической медицине. Кроме того, научному сообществу совместно с социологами, экономистами и законодателями следует разработать этические принципы и законы, регулирующие применение данного метода, и строго следить за их соблюдением.
Заведующая лабораторией постгеномных исследований Института молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН, руководитель ЦКП «Геном» Анна Кудрявцева считает, что выращивание человеческих органов внутри животных в будущем перспективно для медицины. Однако сомнения вызывают партнеры МФТИ.
— Я довольно настороженно отношусь к сотрудничеству с китайцами. У них много прорывных исследований, но половина из них в итоге оказываются фейковыми, — пояснила эксперт. — Поэтому нужно подходить к такому сотрудничеству с высокой степенью ответственности.
Проект по созданию трансгенных животных для выращивания органов, в котором также участвует институт Китайской академии наук, поддержан правительством города Чунцин и местными институтами инновационного развития. С российской стороны может быть привлечен Фонд перспективных исследований, который финансирует лаборатории МФТИ, работающие в области регенеративной медицины. Китайская сторона уже объявила об инвестициях в объеме $7 млн, а бизнес-инкубаторы готовы вкладывать еще десятки миллионов в случае, если исследования будут успешными.
