Как пересаживать органы от животных к людям
Вы когда-нибудь задумывались, что будет, если пересадить человеку сердце свиньи или почку обезьяны? Это называется ксенотрансплантация – перенос органов, тканей или клеток от одного вида животных к другому. Это может помочь людям, которым нужен донорский орган, но его нет в наличии или он не подходит по совместимости. Но это не так просто, как кажется. Есть много проблем и рисков, связанных с этим процессом.
Как все начиналось
Идея соединять части тела разных животных есть у людей с давних времен. В разных мифах и сказках можно встретить химер – существ, состоящих из частей разных животных, например, льва с козьим телом и змеиным хвостом. В индийской мифологии есть бог Ганеша, у которого голова слона, а тело человека. Его отец Шива случайно отрубил ему голову и пришлось пришить голову первого попавшегося животного.
Первые попытки пересадить органы от животных к людям были сделаны в XVII веке. Врачи пытались переливать кровь от овец или пересаживать кости от собак. Но это не помогало и только ухудшало состояние больных. Организм человека не принимал чужие органы и отвергал их.
В XIX и XX веках были сделаны новые попытки пересадить разные органы и ткани от животных, такие как сердце, почки, печень или кожа. Для этого использовались разные виды животных, такие как свиньи, обезьяны, козы, овцы или коровы. Иногда это давало временный эффект, но чаще всего органы быстро гибли или вызывали инфекции.
С конца XX века появилась новая возможность – изменять гены животных так, чтобы их органы становились более похожими на человеческие. Такие животные могут быть лучшими донорами для людей, так как уменьшается шанс отторжения или заражения. Также стало возможным выращивать человеческие органы или ткани в теле животных с помощью специальных клеток или клонирования.
Откуда берутся и куда ставятся органы
Для ксенотрансплантации могут использоваться разные виды животных, но самые подходящие – это свиньи. У них похожий на человеческий размер и форма органов, а также они много размножаются и легко поддаются генетическим изменениям. Свиньи также используются для делания биопротезов – искусственных органов из животной ткани, которые обрабатываются специальным способом.
В качестве органов для пересадки могут быть целые или части органов, такие как легкие, печень или почки. В качестве тканей могут быть кожа, кости или хрящи. В качестве клеток могут быть отдельные клетки или группы клеток, которые выполняют какую-то функцию, например, клетки поджелудочной железы, которые вырабатывают инсулин.
Что происходит после пересадки
Одна из главных проблем ксенотрансплантации – это то, что организм человека не хочет принимать чужие органы и пытается их уничтожить. Это называется иммунным отторжением. Иммунная система человека видит органы животного как врагов и нападает на них с помощью антител, белков и клеток-убийц. Отторжение может быть очень сильным и быстрым, или слабым и медленным в зависимости от того, насколько разные органы.
Очень сильное и быстрое отторжение происходит в течение нескольких минут или часов после пересадки. Это связано с тем, что у человека уже есть антитела против некоторых белков животного, которые есть на поверхности его клеток. Особенно опасен белок Гал, который есть у свиньи, но нет у человека. Антитела против этого белка запускают реакцию, которая приводит к закупорке и гибели сосудов в трансплантированном органе.
Слабое и медленное отторжение происходит в течение нескольких дней или недель после пересадки. Это связано с тем, что иммунная система человека узнает новые белки животного и начинает производить против них антитела и клетки-убийцы. Эти клетки могут напрямую убивать клетки трансплантата или выделять вещества, которые привлекают другие клетки и вызывают воспаление.
Очень слабое и очень медленное отторжение происходит в течение нескольких месяцев или лет после пересадки. Это связано с тем, что постоянное напряжение иммунной системы или другие факторы приводят к постепенному ухудшению работы трансплантированного органа. В органе появляется рубец или расслоение тканей.
Для того, чтобы предотвратить или уменьшить иммунное отторжение, используются разные методы, такие как:
- Подавление иммунной системы лекарствами – это помогает временно затормозить реакцию на чужие органы, но имеет плохие последствия для здоровья человека. Он становится более уязвимым для инфекций, рака или других болезней.
- Изменение генов животных – это помогает сделать органы более похожими на человеческие и убрать нежелательные белки. Например, можно удалить ген Гал у свиньи или ввести гены человека, которые помогают защитить органы от атаки.
- Обертывание клеток в пленку – это помогает защитить клетки от иммунной системы, но не мешает им обмениваться кислородом и питательными веществами. Это может быть полезно для пересадки клеток, которые вырабатывают какие-то важные вещества, например, инсулин для диабетиков.
- Создание толерантности – это помогает научить иммунную систему не реагировать на чужие органы. Это может быть сделано разными способами, например, пересадкой костного мозга животного вместе с органом или облучением или лечением антителами против клеток-убийц.
Зачем нужна ксенотрансплантация
Ксенотрансплантация может быть полезна для людей, которым нужен донорский орган, но его нет или он не подходит. Это может спасти жизнь или улучшить качество жизни человека, который страдает от серьезных заболеваний. Например:
- Пересадка сердца может помочь людям с тяжелой сердечной недостаточностью, которая не поддается лечению.
- Пересадка почки может помочь людям с хронической почечной недостаточностью, которая требует диализа.
- Пересадка печени может помочь людям с циррозом печени или другими заболеваниями печени.
- Пересадка легких может помочь людям с хронической обструктивной болезнью легких или другими заболеваниями дыхательной системы.
- Пересадка клеток поджелудочной железы может помочь людям с сахарным диабетом, которые не могут вырабатывать инсулин.
Ксенотрансплантация также может быть использована для других целей, таких как:
- Восстановление поврежденных тканей у людей с ожогами, ранами или некрозами.
- Изучение болезней человека у животных для разработки новых методов диагностики и лечения.
- Выращивание человеческих органов или тканей в теле животных для последующей пересадки человеку.
