Vědecký tým z New Yorku provedl historicky první duální transplantaci prasečí ledviny a brzlíku do lidského těla, která fungovala plné dva měsíce. Tento přelom může otevřít cestu k řešení kritického nedostatku orgánů a změnit budoucnost transplantační medicíny.
Studium xenotransplantací, které zahrnuje transplantaci orgánů z jednoho živočišného druhu do jiného, získalo v posledních letech na významu kvůli rostoucí poptávce po orgánech pro transplantace u lidí. Zejména prasata byla považována za ideální dárce vzhledem k jejich velikosti a fyziologické podobnosti s člověkem. Jedním z největších problémů však byla imunitní reakce lidského příjemce, který má tendenci transplantovaný orgán odmítat.
Hlavním cílem xenotransplantací je řešit nedostatek orgánů pro transplantace tím, že se pacientům se selháním orgánů poskytne potenciálně neomezený zdroj zvířecích orgánů, například geneticky modifikovaných prasat. Pokroky v genetickém inženýrství navíc umožnily upravit dárcovské orgány tak, aby byly kompatibilnější s lidským tělem, a tím se snížilo riziko imunitní rejekce.
Nedávná studie zveřejněná v časopise Nature ukázala, jak prasečí ledvina po dva měsíce prospívala u příjemce s odumřelým mozkem díky protokolu vyvinutému imunology na Kolumbijské univerzitě. Tento průlom by mohl mít zásadní význam pro prevenci dlouhodobého odmítnutí xenotransplantace.
Inovativní duální transplantace: Ledvina a brzlík
V této studii transplantovali chirurgové z newyorské univerzitní nemocnice Langone prasečí ledvinu a brzlík z téhož zvířete 57letému muži s glioblastomem, který byl v nemocnici prohlášen za mozkově mrtvého. Tento duální transplantační přístup, kombinující ledvinu a brzlík, je inovativní a mohl by změnit budoucnost xenotransplantací.
„V naší studii jsme získali bezprecedentní množství vzorků tkáně, krve a tekutin od příjemce, což nám umožnilo sledovat imunologické změny v průběhu času a identifikovat způsoby, jak zlepšit úspěšnost xenotransplantace,“ říká Megan Sykesová, ředitelka Kolumbijského centra pro translační imunologii, jedna ze spoluvedoucích studie, která strategii thymu a ledviny vyvinula.
Sykesová a její kolegové již tři desetiletí studují, jak vycvičit imunitní systém příjemce transplantátu, aby toleroval darovaný orgán, včetně xenotransplantátů. V předchozích studiích na zvířatech tým Sykesové zjistil, že transplantace dárcovské brzlíkové tkáně, orgánu, který učí imunitní buňky rozlišovat mezi vlastní a cizí tkání, spolu s náhradním orgánem snižuje imunitní útok na dárcovský orgán, což přináší pozoruhodné dlouhodobé výsledky. Ukázalo se, že tento přístup funguje i u zemřelých.
„Naše analýzy naznačují, že transplantovaný prasečí brzlík mohl pomoci omezit útok imunitního systému příjemce na ledvinu. Brzlík také mohl zabránit nebezpečnému úbytku bílkovin z těla, který bránil xenotransplantaci u žijících pacientů. Jednou z funkcí ledviny je zadržovat bílkoviny v těle a zabraňovat jejich vylučování močí. U transplantace ledviny a brzlíku jsme nezaznamenali žádné známky této komplikace,“ říká Sykes
Pozorované imunologické reakce a komplikace
Navzdory „uklidňujícímu“ účinku prasečího brzlíku odhalila Sykesova analýza imunologické problémy, které je stále třeba řešit, aby se zlepšily dlouhodobé výsledky xenotransplantací.
Jeden měsíc po transplantaci se objevila epizoda rejekce, která byla přičítána protilátkám. Studie v Sykesově laboratoři však ukázaly, že za útok na prasečí ledvinu byly zodpovědné vlastní T-buňky příjemce přítomné před transplantací. Epizodu rejekce se podařilo vyléčit dočasným odstraněním T-buněk příjemce.
Autoři také zjistili, že po transplantaci vznikly nové protilátky namířené proti darovanému orgánu, nikoli však proti prasečím antigenům, u nichž se předpokládalo, že budou problematické (a které byly upraveny některými vývojáři xenotransplantací).
„Tyto protilátky jsou namířeny proti dalším neznámým prasečím antigenům a myslím si, že pro zlepšení budoucí xenotransplantace bude rozhodující je identifikovat,“ potvrzuje Sykes.
Prasečí ledvina transplantovaná v této studii byla geneticky modifikována tak, aby byla odstraněna molekula cukru alfa-gal přítomná v prasečích orgánech, která způsobuje okamžitou rejekci při transplantaci lidem. Přestože v předchozích studiích bylo provedeno mnoho dalších genetických úprav prasečích orgánů, aby se snížilo riziko rejekce, minimálně upravený orgán fungoval překvapivě dobře po dobu dvou měsíců.
„Po dvou měsících ledvina stále fungovala správně, bez větších problémů,“ uzavírá Sykes. To naznačuje, že rozsáhlá úprava genů prasečího dárcovského orgánu nemusí být tak důležitá jako kontrola již existující odpovědi T-buněk pacienta u příjemců, kteří nemají před transplantací vysokou hladinu protilátek.
Výhled do budoucna a klinické aplikace
Minimálně modifikované prasečí orgány se také snadněji vyrábějí, což slibuje větší dostupnost pro pacienty než vzácnější prasečí orgány. Přestože výsledky studií na zemřelých dárcích nemusí být použitelné pro všechny xenotransplantace u žijících příjemců, je třeba v těchto studiích pokračovat.
Úspěch této studie otevírá dveře dalšímu výzkumu a možným klinickým aplikacím v budoucnosti. Xenotransplantace by mohla nabídnout životaschopné řešení nedostatku orgánů za předpokladu, že budou překonány imunologické problémy. Kromě toho se stále rozvíjí technologie úpravy genů, která by mohla umožnit větší přizpůsobení a kompatibilitu zvířecích orgánů s lidskými příjemci.
Pokrok v oblasti xenotransplantací by mohl nejen zachránit nespočet životů, ale také způsobit revoluci v oblasti transplantační medicíny. Díky dalšímu výzkumu a vývoji bychom se mohli přiblížit budoucnosti, kdy čekání na darovaný orgán bude minulostí.