Среда, 12.12.2018
БИОРЕГЕНЕРАЦИЯ
Меню сайта
Категории раздела
Мои файлы [33]
Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0
Форма входа
Главная » Файлы » Мои файлы

Можно ли выращивать человеческие органы в теле поросенка?
01.07.2011, 17:07

Современная медицина испытывает острую нужду в человеческих органах пригодных для трансплантации. Многие пациенты умирают так и не дождавшись подходящего донора. Угрожающий размах принимает криминальная торговля  человеческими органами ([i]). Возможность выращивать органы для трансплантации из репрограммированных собственных клеток пациента с помощью методов тканевой биоинженерии in vitro пока относится скорее к области фантастики и едва ли будет возможна и целесообразна в обозримом будущем. Поэтому многие врачи считают, что выходом из сложившейся ситуации могла бы стать ксенотрансплантация (xenotransplantation) - то есть трансплантация органов выращенных в организме животных.

  На сегодняшний день некоторые части органов взятых от животных уже используются в хирургической практике. Так, например, хирурги имплантировали пациентке клапан, изготовленный из митрального клапана свиньи. Говорить, что они пересадили человеку свиной клапан, не совсем точно. После того, как митральный клапан со всеми составными частями извлекли из тела свиньи, его тщательно готовили и обрабатывали в течение двух месяцев для того чтобы он фактически утратил видоспецифичность и не вызывал  реакцию отторжения в человеческом организме. Специальная методика обработки включала сшивку коллагеновых волокон ткани глутаровым альдегидом, удаление всех фосфолипидов и т. д.  Естественно, что такой трансплантат нелья назвать живым – это только каркас.  Чтобы сделать клапан «живым», надо наделить его способностью самовосстанавливаться, как ткани организма. Для этого на него надо подсадить тканеобразующие фибробласты и стволовые клетки пациентки и защитить от кальциноза (осложнения, при котором клапан покрывается отложениями кристаллов кальция).       Аналогичная методика разработана для получения  роговицы глаза.  Для этого из роговицы свиньи удаляют свиные клетки роговицы и заменяют их стволовыми клетками человека. Таким образом, удается, сохранив основную структуру роговицы поменять ее клеточный состав ([ii]).

 Однако множество заболеваний все же требуют пересадки целых органов.

В исследованиях  Йонг-Гуанг Янга (Yong-Guang Yang) c  соавторами в Гарварде было обнаружено, что клетки человека и свиньи сравнительно толерантны по отношению друг к другу ([iii]).  Однако ксенотрансплантация может сопровождаться переносом от свиней различных микроорганизмов включая вирусы, бактерии, грибки и паразиты. Учитывая тот факт, что после пересадки реципиенту трансплантанта может понадобиться курс подавления иммунитета, проблема инфекции может быть очень серьезной. Заражение большинством микроорганизмов может быть предотвращено скринингом (отбором) и скрещиванием линий животных чистых от микроорганизмов. Исключение составляют вирусы, в частности ретровирусы PERV (porcine endogenous retroviruses) которые безопасны для свиней, но не для человека.  PERV представляют особый риск так как они присутствуют в геноме всех свиней и способны инфицировать человеческие клетки in vitro ([iv]). Правда следует отметить, что к счастью, пока в опытах in vivo случаев заражения не наблюдалось. Тем не менее, достаточно одному вирусу проникнуть и мутировать в организме человека как человечество окажется перед опасностью эпидемии.

    Иммунная система человека довольно легко распознает ткани свиней, так как они вырабатывают характерный  сахар называемый альфа 1,3 галактозой ( [v] ). Этот сахар метит поверхность свиных клеток. Методами генной инженерии созданы свиньи, у которых этот сахар не попадает на поверхность клеток. Однако и в случае таких свиней результат трансплантации обычно плачевный: после ксенотрансплантации печени поросенка уже через неделю развивается

тромбоцитопения и спонтанная гемморагия как в трансплантате, так и в органах реципиента ([vi]). Между тем известно, что с помощью предварительной инфузии  гематопоэтических стволовых клеток, и в частности CD 34+ клеток костного мозга ([vii]), можно индуцировать толерантность к аллотрансплантанту ([viii]).  Повысить толерантность ксенотрансплантатов возможно поможет открытие китайских ученых показавших, что генетически модифицированные эндотелиальные клетки сосудов свиньи, синтезирующие человеческий лиганд-1 программируемой гибели hPD-L1 (human programmed death ligand-1), более устойчивы к отторжению тканей ([ix]), так как вызывают ингибирование антигензависимой  пролиферации Т эффекторных клеток Teffs (T effector cells), тогда как пролиферация CD4 CD25hiFoxp3 Treg клеток не изменяется. (Treg - Regulatory T cells регуляторные Т клетки, известные также как суппресорные Т клетки,  являются субпопуляцией Т клеток которые подавляют излишнюю активацию иммунной системы и таким образом поддерживают толерантность к собственным антигенам ­-  без регуляторных Т-клеток начинаются аутоиммунные заболевания и спонтанные воспаления). Если культивировать регуляторные Т клетки Treg реципиента с донорскими тканями, можно приучить их к толерантности по отношению к предстоящему трансплантату. Эту толерантность они, после размножения  in vitro и инъекции реципиенту, способны передать всей его иммунной системе. В результате чего подавляется его иммунная реакция на донорский орган, тогда как способность противостоять инфекции сохраняется ([x]).

Еще в 2003 году Исмаил Занджани (Esmail Zanjani ) ([xi]) c соавторами сумели создать химеру человека и овцы. Для этого они ввели стволовые клетки костного мозга человека в зародыш овцы. Исследования показали, что химера содержала до 7-15 % человеческих клеток.

Дальнейшее развитие техники создания химер названное методом комплементации бластоцисты  ([xii]), как предполагается,  позволит создавать в организме животного органы, полностью состоящие из клеток человека.  Суть метода в использовании генмодифицированных животных не способных к созданию некоторых из их собственных органов ([xiii]).  Инъекция таким животным на стадии бластоцисты ИПСК (iPS cells), полученных перепрограммированием клеток пациента (например, из кожи), позволит получить животное с функциональными человеческими органами, необходимыми пациенту, или с тератомой, из которой можно выделить различные дифференцированные клетки пригодные для трансплантации ([xiv]). Несмотря на большую шумиху, поднятую в связи с заявлением автора этой идеи Хиромитсу Накаучи  (Hiromitsu Nakauchi), нет никаких доказательств что орган, выращенный в организме животного из клеток пациента может быть использован в качестве трансплантанта для лечения этого пациента.



[ii] M. Gonzalez-Andrades, J. de la Cruz Cardona, A. M. Ionescu, A. Campos, M. del Mar Perez, M. Alaminos.Generation of Bioengineered Corneas with Decellularized Xenografts and Human Keratocytes.Investigative Ophthalmology & Visual Science, 2010; 52 (1): 215 DOI: 10.1167/iovs.09-4773

 

[iii] Yong-Guang Yang & Megan Sykes (2007)  Xenotransplantation: current status and a perspective on the future Nature Reviews Immunology 07, 519-531 | doi:10.1038/nri2099

 

[iv] Denner, J. (2011), Infectious risk in xenotransplantation – what post-transplant screening for the human recipient?. Xenotransplantation, 18: 151–157. doi: 10.1111/j.1399-3089.2011.00636.x

 

[v] Lai L, Kolber-Simonds D,  Park KW,  et al  (2002). Production of α-1,3-galactosyltransferase knockout pigs by nuclear transfer cloning. Science ;295:1089-1092

[vi] Ekser B, Gridelli B, Veroux M, Cooper DKC. Clinical pig liver xenotransplantation: how far do we have to go? Xenotransplantation 2011; 18: 158–167. © 2011 John Wiley & Sons A/S.

 

[vii] De Pauw L, et al. (1998) Isolation and infusion of donor CD 34+ bone marrow cells in cadaver kidney transplantation. Nephrol Dial Transplant; 1: 34

[viii] Prigozhina T, Slavin S.( 2004) Transplantation of hematopoietic stem cells for induction of unresponsiveness to organ allografts. Springer Semin Immunopathol; 26; 1-2: 169-185

[ix] Ding Q., L. Lu, X. Zhou, Y. Zhou, K.-Y. Chou. (2011)  Human PD-L1-overexpressing porcine vascular endothelial cells induce functionally suppressive human CD4 CD25hiFoxp3 Treg cells. Journal of Leukocyte Biology, 2011; DOI: 10.1189/jlb.1210691

[x]   Pervinder Sagoo, et al., and Giovanna Lombardi (2011) Human Regulatory T Cells with Alloantigen Specificity Are More Potent Inhibitors of Alloimmune Skin Graft Damage than Polyclonal Regulatory T Cells.  Sci Transl Med 3:83ra42

 

[xi] Almeida-Porada, M. G., Zanjani, E. D., Porada, C. D.(2010) Bone Marrow Stem Cells and Liver Regeneration. Experimental Hematoloy / Elsevier, 38(7), 574-580.

[xiii] Miller RL. (2011)Transgenic mice: beyond the knockout. Am J Physiol Renal Physiol. ;300(2):F291-300.

[xiv]   NAKAUCHI Hiromitsu, KAMIYA Akihide, SUZUKI Nao, ITO Keiichi, YAMAZAKI Satoshi (2011)

          METHOD FOR PRODUCING CELLS INDUCED TO DIFFERENTIATE FROM PLURIPOTENT STEM CELLS

          PATENT COOPERATION TREATY APPLICATION, Jun 2011  patno:WO11071085

Категория: Мои файлы | Добавил: анатомнет
Просмотров: 1047 | Загрузок: 0 | Комментарии: 1 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Имя *:
Email *:
Код *:
Поиск
Друзья сайта
  • Официальный блог
  • Сообщество uCoz
  • FAQ по системе
  • Инструкции для uCoz
  • Copyright MyCorp © 2018
    Бесплатный хостинг uCoz