Генная инженерия и трансплантация органов от животных к человеку. Возможен ли прорыв?
На данный момент в мире остро стоит вопрос о пересадке людям донорских органов. Чужой орган в теле человека никогда не станет своим, даже если операция прошла успешно, а донор — близкий родственник.
Всегда после такой операции человеку приходится до конца жизни принимать препараты, подавляющие активность иммунной системы. Что уж говорить о том, что донорские органы «служат» новому организму ограниченное время, и тем более в случаях, когда донор — животное другого вида.
Ксенотрансплантация
Одним из перспективных направлений трансплантологии ученые считают пересадку человеку органов и тканей от животных, которая называется ксенотрансплантацией. Поэтому ведутся исследования возможностей выращивать нужные «запчасти» в телах животных, прежде всего свиней. Этот вид животных очень схож по анатомическому строению с человеком.
Во второй половине XX века врачи немало экспериментировали с пересадками органов человеку от разных животных. Но оказалось, что при ксенотрансплантации (когда донор и реципиент принадлежат разным видам) даже иммуносупрессоры (препараты подавляющие иммунную систему) не помогают. Сердца от свиней и обезьяньи печени редко задерживались в теле донора дольше нескольких дней или месяцев. Оставив эти попытки, врачи обратились за помощью к генетикам.
Генетики в свою очередь предложили вывести «гуманизированных» свиней, то есть животных, чьи ткани иммунная система человека «согласится» признать за свои.
Генетики постарались подстраховаться от возможных осложнений и внесли в геном свиньи, чье сердце потом пересадили человеку, десять изменений:
— удалили три гена, отвечающих за появление чужеродных молекул на поверхности органов;
— удалили ген рецептора к гормону роста (чтобы сердце не реагировало на гормон хозяина и не разрасталось);
— добавили шесть человеческих генов (два тормозят воспаление, два не дают белкам врожденного иммунитета связываться с клетками и два блокирующих свертывание крови).
Однако пациент всё равно погиб. Он прожил с новым сердцем два месяца, а потом оно внезапно стало сдавать. Врачи провели анализ своих действий и поняли, что, может быть, дело было в вирусах, которые носило в себе животное-донор. Или же в антителах от свиней, которые образовывались в донорском сердце и вызвали в итоге иммунный ответ (то есть отторжение органа).
Так или иначе, иммунная система на что-то среагировала. Отторжение всё-таки произошло.
Тогда ученые задумались о возможности вырастить донорские органы человека внутри живого организма — например, той же свиньи. Для этого у свиньи нужно отключить ген, отвечающий за развитие собственного органа, и подсадить в зародыш свиньи на ранних стадиях развития клетки человека. Если свинья выживет и нужный орган вырастет, можно будет с уверенностью сказать, что орган — человеческий. Но есть еще одна задача — не маскировать свиные клетки под человеческие, а наоборот, сделать так, чтобы клетки человека стали своими в зародыше свиньи, и их не убили соседи.
Химеру (организм с разнородным генетическим материалом, сосуществующим в одном из зародышей) обычно собирают, пока они находятся на самых ранних стадиях развития. Эмбрион свиньи в этот момент похож на кучку клеток, которые еще не начали дифференцироваться по органам и тканям. В такую систему можно добавить эмбриональные стволовые клетки человека примерно на той же стадии развития и надеяться, что они смешаются с толпой и будут участвовать в построении органов наравне с клетками свиньи.
Поскольку в таком раннем зародыше нет тканей, там нет и крови, а значит, иммунное отторжение невозможно.
Однако спокойно существовать человеческим клеткам в теле свиньи мешает другой механизм — клеточная конкуренция (cellular competition). Клетки внутри зародыша «посылают» соседям сигнал начинать апоптоз (программируемая клеточная гибель). Если соседи не производят достаточно белков-блокаторов апоптоза, — например, потому, что в них есть какие-нибудь поломки или им не хватает энергии, то они погибают.
Технология создания жизнеспособных межвидовых химер с участием крупных млекопитающих, несущих человеческие ткани, является многообещающей. Однако ученые ради «блага» человечества далеко заходят в своих экспериментах, иногда не обращая внимания на морально-этические нормы. Например, где еще взять эмбриональные стволовые клетки человека, кроме как у человеческого эмбриона на стадии бластоцисты спустя 5–6 дней после оплодотворения? Внутренняя клеточная масса бластоцисты человека состоит из 50–150 клеток.
Ксенотрансплантация отдельных органов
Почка человека является одним из наиболее часто трансплантируемых органов в мире, а также одним из самых ранних органов, появляющихся в процессе эмбриогенеза.
Медики пробовали выполнить трансплантацию органа животного человеку пять раз. Впервые человеку пересадили почку генетически модифицированной свиньи в сентябре 2021 года, повторили попытку в ноябре. В обоих случаях почки пересаживали людям, у которых была зафиксирована смерть головного мозга, эксперимент длился 54 часа и проходил успешно. Наибольшего успеха удалось достигнуть в 2023 году, когда почка свиньи смогла функционировать в теле умершего мужчины два месяца, но тогда перед операцией в органе «отключили» ген, из-за которого человеческий организм мог начать его отторгать.
Первым пациентом с сердцем животного стал Дэвид Беннетт, ему было 57 лет, и он страдал от тяжелой аритмии. Несмотря на то, что Беннетт хорошо пережил операцию, спустя почти два месяца после пересадки органа он скончался. Причиной смерти считался свиной цитомегаловирус. Второй пациент, получивший свиное сердце, 58-летний Лоренс Фосетт, скончался в ноябре 2023 года, через шесть недель после пересадки органа. После операции врачи оценивали состояние Фосетта как хорошее. Он проводил время с семьей и даже играл в карты.
Летом 2022 года дважды пробовали выполнить пересадку сердца свиньи человеку — оба пациента умерли через несколько недель после начала эксперимента.
В октябре 2025 года ученые из Китая рассказали про успешную пересадку печени от свиньи к человеку. Операция прошла в мае 2024 года в первом филиале Медицинского университета Аньхой.
Печень свиньи с 10-ю генными модификациями смогла правильно работать, что стало важным шагом на пути к решению проблемы дефицита органов.
Реципиент прожил 171 день — это является первым доказательством того, что модифицированная свиная печень может выполнять важные метаболические и синтетические функции у людей. Результаты также демонстрируют технические и медицинские сложности, которые продолжают ограничивать долгосрочную выживаемость после подобных процедур. Этот случай также выявил серьезные проблемы, особенно, связанные с иммунными нарушениями и тромбообразованием, которые необходимо решить перед широким применением.
Трансплантат поддерживал основные функции печени до тех пор, пока осложнения не потребовали его удаления. Хотя пациент в конечном итоге скончался, эксперимент показал как потенциал, так и сложность ксенотрансплантации.
В конце августа 2025 года опять же ученые из Китая сообщили в журнале Nature Medicine о случае ксенотрансплантации лёгкого от свиньи человеку. Лёгкое от свиньи с шестью отредактированными генами было пересажено 39-летнему пациенту с кровоизлиянием в мозг. Ксенотрансплантат лёгкого сохранял жизнеспособность и функциональность в течение 216 часов периода наблюдения — без признаков сверхострого отторжения или инфекции. Тяжелый отек, напоминающий первичную дисфункцию трансплантата, наблюдался через 24 часа после операции.
На медицинском конгрессе ESOT в июне 2025 года ученые представили доклад о реакции иммунной системы человека на пересадку органов от свиньи. Используя современные молекулярные технологии, ученые определили, как человеческие иммунные клетки взаимодействуют с тканью органов свиньи, выявив критические ранние маркеры отторжения и возможные стратегии вмешательства.
Одним из самых впечатляющих открытий стало обнаружение иммунных клеток человека во всех частях фильтрационной системы почки свиньи после трансплантации. Отторжение начинается быстро и прогрессирует со временем. Отслеживая эти иммунные ответы, ученые выявили ключевое окно для целенаправленного терапевтического вмешательства.
Эксперты считают, что это может изменить будущее трансплантации органов.
В научной среде идет дискуссия, насколько целесообразны дорогостоящие эксперименты по ксенотрансплантации (цена вопроса — миллионы долларов), если все исследования в этой области в конечном счете пока заканчиваются неудачей.
Но рынок ксенотрансплантации, по мнению аналитиков, будет расти. По версии индийской консалтинговой компании Data Bridge, он составит $24,51 млрд (1,9 трлн руб.) к 2029 году. С 2022 по 2029 год эксперты ожидают рост числа трансплантаций органов и увеличение инвестиций в разработку.
Мировые лидеры ксенотрансплантации
Лидерами на рынке ксенотрансплантации, как считают эксперты из подразделения по стратегическому консалтингу компании PwC — Strategy & Germany — будут исследовательские группы из США и Европы. Их программы поддерживаются государственными структурами, такими как Национальный институт здоровья США (NIH) и Швейцарский национальный научный фонд (SNSF).
Германия занимает центральное место на европейском рынке ксенотрансплантации. Крупными игроками рынка будут и биотехнологические компании, такие как американские eGenesis и United Therapeutics. Обе проводят опыты по созданию органов, пригодных для трансплантации.
В Азиатско-Тихоокеанском регионе главную роль на рынке ксенотрансплантации играет Япония. Правительство Японии выделяет значительные средства на исследования в этой области, что подчеркивается в программах финансирования Министерства здравоохранения, труда и социального обеспечения. В 2024 году японская компания PorMedTec сообщила о первом в Японии поросенке, который появился на свет благодаря генной модификации.
Но несмотря на потенциальные преимущества такого вида трансплантации, американский медицинский регулятор FDA обратил внимание на риски возможного заражения реципиентов инфекциями от животных. Определенные вирусы от доноров-животных могут мутировать в теле человека, создавая опасные межвидовые формы. Ученым всего мира предстоит немало работы, прежде чем свиньи превратятся в неограниченный источник донорских органов.
В России сегодня ксенотрансплантация (использование донорских органов животных, в том числе живых, для трансплантации человеку или использование донорских органов человека в целях трансплантации животному) запрещается. По мнению директора Национального медицинского исследовательского центра трансплантологии и искусственных органов имени академика В. И. Шумакова академика РАН Сергея Готье, в России пока не исчерпан трансплантационный ресурс, то есть количество донорских органов и тканей, годных для пересадки. Поэтому, по его мнению, первоочередной задачей должно стать повышение доступности отечественной трансплантологии.
