Na świecie żyją tysiące ludzi, którzy potrzebują przeszczepu, by móc żyć i cieszyć się życiem. A z każdym rokiem ich liczba rośnie 1.

Według danych z OPTN (ang. Organ Procurement and Transplantation Network)  chorych wymagających przeszczepu narządu jest zdecydowanie więcej niż zarejestrowanych dawców. Ten problem wraz z upływem czasu stale się pogłębia (https://optn.transplant.hrsa.gov/).  Dlatego naukowcy poszukują nowych metod pozyskania organów poza tradycyjną transplantacją. Jedną z nich może być ksenotransplantacja.

 

Czym jest ksenotransplantacja?

Ksenotransplantacja polega na międzygatunkowym przeszczepie komórek, tkanek oraz narządów. U ludzi ta definicja jest obszerniejsza i po za transplantacją komórek, tkanek i narządów zwierząt, obejmuje także implantację płynów ustrojowych, komórek, tkanek oraz narządów ludzkich, które ex vivo weszły w kontakt ze zwierzęcymi komórkami, tkankami lub organami 2.

 

Zwierzęta jako dawcy

W początkowych badaniach dotyczących ksenotransplantacji uważano, że najlepszymi dawcami będą zwierzęta filogenetycznie najbliżej spokrewnione z człowiekiem, czyli szympansy oraz pawiany. Jednak szybko zrezygnowano z tego pomysłu, ze względu na trudność hodowli, niską płodność tych zwierząt oraz wysokie ryzyko przeniesienia wirusowych patogenów naczelnych na człowieka 2.

Obecnie za optymalnego dawce uważa się świnię domową i to z jej udziałem są prowadzone badania dotyczące ksenotransplantacji. Zaletami świń domowych jest i łatwa hodowla, wysoka płodność a ich organy anatomicznie i fizjologicznie bardzo przypominają orany człowieka 4. Dodatkowo ryzyko zakażenia się ludzi ich wirusowymi patogenami jest znacząco mniejsze niż w przypadku małp naczelnych.

 

Czy ksenoprzeszczep się przyjmie?

Ze względu na genetyczne różnice między dawcą a biorcą, przeszczep międzygatunkowy jest immunologicznie wysoce niezgodny, co prowadzi do odrzucenia przeszczepionego organu przez organizm biorcy. Odrzucenie ksenoprzeszczepu jest wynikiem lizy komórek w wyniku aktywacji dopełniacza oraz niszczenia komórek przez makrofagi i komórki NK. Dlatego narządy do transplantacji muszą pochodzić od odpowiednio zmodyfikowanych genetycznie zwierząt.

Warto także wspomnieć, o istotnej zalecie ksenoprzeczepu. W przypadku allotransplantacji (przeszczep między przedstawicielami tego samego gatunku) organy bardzo często pochodzą od osób, u których doszło do ustania funkcji mózgu, czyli śmierci tego narządu. Śmierć mózgu niekorzystnie wpływa na funkcjonowanie narządów dawcy, zwłaszcza serca, co może doprowadzić do pierwotnej dysfunkcji narządu. W przypadku ksenotransplantacji organy uzyskuje się od zdrowych zwierząt w znieczuleniu ogólnym 5.

 

Problem ksenotransplantacji – bariery immunologiczne

W ksenotransplantacji największym problemem są bariery immunologiczne. Gdyby nieleczonym ludziom lub małpom naczelnym przeszczepiono świńskie narządy, organizm biorcy już po kilku minutach odrzuciłby przeszczep. Taką reakcje organizmu nazywa się nadostrym odrzuceniem narządu (HAR), występuje ono najpóźniej w dobę po zabiegu 6. HAR jest skutkiem zniszczenia miąższu i naczyń zaraz po reperfuzji w wyniku zakrzepicy oraz krwotoku śródmiąższowego. Nadostre odrzucenie przeszczepu jest indukowane przez naturalnie występujące przeciwciała, które reagują z obcymi dla organizmu antygenami dawców 7. Dlatego naukowcy pracują nad otrzymaniem transgenicznych świń, których narządy nie zostaną odrzucone przez organizm biorcy.

 

Sukcesy ksenotransplantacji

Pierwsze sukcesy odnotowano w 2005 roku, kiedy to udało się przeszczepić serca świń pawianom i jedno z nich pracowało 92 dni a drugie aż 179 dni 8. A w 2014 roku przeszczepione serca pracowały ponad 500 dni 9. Aktualnie badania nad ksenotransplantacją są bardzo zaawansowane, naukowcom udało się otrzymać serca, które po przeszczepie prawidłowo funkcjonują już ponad dwa lata. Uważa się, że w przeciągu kilku lat zostaną podjęte badania kliniczne na ludziach 10.

 

 

 

 

 

 

  1. Zeyland J i in. (2015), „The current state of xenotransplantation.” J Appl Genetics 56:211–218. doi: 10.1007/s13353-014-0261-6.
  2. Smorąg Z i in. (2005), „Ksenotransplantacja- możliwości i ograniczenia” Nauka 4/2005: 133-148.
  3. Smorąg Z i in. (2005), „Ksenotransplantacja- możliwości i ograniczenia” Nauka 4/2005: 133-148.
  4. Cooper DK i in. (2002), „Will the pig solve the transplantation backlog?” Annu Rev Med 53:133–147.
  5. Cooper DK, (2012), „A brief history of cross-species organ transplantation” Proc (Bayl Univ Med Cent) 2012;25(1):49–57
  6. Whyte JJ i in. (2011), „Genetic modifications of pigs for medicine and agriculture.” Mol Reprod Dev 78(10-11): 879-891. doi:10.1002/mrd.21333.
  7. Bucher P i in. (2005), „ Xenotransplantation: an update on recent Progress and future perspectives”, Transplant International ISSN 0934-0874.
  8. Kuwaki K i in. (2005), „Heart transplantation in baboons using alpha1,3-galactosyltransferase gene-knockout pigs as donors: initial experience.” Nat Med 11:29–31.
  9. Mohuddin MM i in.(2014), „Genetically Engineered Pigs And Target Specific Immunomodulation Provide Significant Graft Survival And Hope For Clinical Cardiac Xenotransplantation.” J Thorac Cardiovasc Surg 148(3): 1106–1114. doi:10.1016/j.jtcvs. 2014.06.002.
  10. Cooper DK i in. (2017), „Selection of patiens for initial clinical trials of solid organ xenotransplantation.” Transplantation 1551–1558.