Большая группа биомедицинских исследователей, связанных со множеством учреждений в США, Великобритании, Саудовской Аравии и Франции, пересадила генетически модифицированные свиные сердца двум пациентам с мертвым мозгом. Работа, результаты которой опубликованы в журнале Nature Medicine, помогла исследователям изучить множество факторов, связанных с ксенотрансплантацией.
До сих пор попытки использовать органы животных в организме человека были лишь частично успешными, поскольку пациенты с ксенотрансплантатами жили всего несколько месяцев. В этом новом исследовании ученые стремились узнать больше о том, какие факторы влекут за собой положительные или отрицательные последствия для человеческого организма. Для этого они получили разрешение от семей двух людей с необратимой потерей функций центральной нервной системы на трансплантацию свиных сердец. Жизнь пациентов поддерживалась исключительно с помощью аппаратов искусственной вентиляции легких.
Трансплантации были проведены еще в 2022 году в Медицинском центре исследований и разработок биологических образцов Нью-Йоркского университета в Лангоне. В клетки свиных сердец были внедрены человеческие гены и удалены антигены, которые могли бы вызвать отторжение органов. Образцы крови собирали у обоих пациентов каждые шесть часов до, во время и после трансплантации.
Ученые провели множество анализов, включая секвенирование РНК, масс-спектрометрию, профилирование цитокинов и липидных метаболитов. Выяснилось, что у одного из пациентов (мужчины) развился сильный ранний иммунный ответ в периферической крови и тканях ксенотрансплантата, что связано с активностью Т-клеток и естественных клеток-киллеров (NK-клеток). Также было выявлено ишемически-реперфузионное повреждение, возникающее, когда ткани, страдавшие от кислородного голодания, внезапно подвергаются воздействию высоких уровней кислорода в крови. Это усугублялось тем, что в свином сердце серьезно подавлялась активность Т-клеток, что указывает на послеоперационную дисфункцию органа. Через 42 часа после трансплантации наблюдалась глубокая дисфункция печени.
Что касается второго пациента (женщины), то в этом случае наблюдались относительно незначительные изменения в профилях РНК, белках, липидах и метаболизме в целом. Таким образом, многосторонний анализ продемонстрировал, что реакция на ксенотрансплантат может быть очень индивидуальной и после трансплантации происходят различные ранние молекулярные и иммунные реакции. Результаты исследования могут помочь в разработке подходов для борьбы с негативные последствиями пересадки органов животных, такими как ишемически-реперфузионное повреждение.