Ученые нашли клеточные изменения при ксенотрансплантации от свиньи к человеку
Новые исследования материала во время и сразу после операций по ксенотрансплантации выявили изменения на уровне отдельных клеток в органах и телах реципиентов, 21 мая сообщает научный журнал Nature Medicine.
Бригады хирургов NYU Langone Health провели первую в мире генетически модифицированную трансплантацию свиной почки в организм человека в сентябре и ноябре 2021 года, а затем летом 2022 года пересадили два сердца от свиньи к человеку. Эти процедуры проводились у пациентов, объявленных мертвыми на основании неврологических критериев и содержавшихся на аппаратах искусственной вентиляции легких с согласия их семей. Демонстрируя прогресс в этой области, Нью-Йоркский университет в Лангоне в апреле 2024 года пересадил свиную почку живому пациенту.
Команда ученых работала вместе с хирургами, беря образцы крови и тканей для анализа изменений в десятках тысяч собранных клеток.
Для этого исследовательская группа использовала несколько методов, в том числе секвенирование одноклеточной РНК, которое определило последовательность нуклеотидов, составляющих гены свиньи и человека, активные в различных типах клеток во время операции.
Исследование показало, что пересаженные почки свиньи хотя и не были полностью отторгнуты организмом реципиента, вызвали сильную реакцию в мононуклеарных клетках периферической крови человека. Этот набор иммунных клеток может атаковать трансплантированные (чужие) органы так же, как они атакуют чужеродных захватчиков (например бактерии и вирусы).
Хотя немедленного отторжения не наблюдалось, отчасти из-за лечения подавляющими его лекарствами, новое исследование обнаружило доказательства более тонких реакций, которые со временем могут привести к отказу ксенотрансплантатов.
В частности, было замечено, что почки свиньи вызывают «опосредованное антителами отторжение» на молекулярном уровне. По мере того, как организм вырабатывает иммунные белки, называемые антителами, специфичными для пересаженного органа, они привлекают естественные клетки-киллеры, макрофаги и Т-клетки, которые могут его повредить.
Команда также наблюдала усиление механизмов восстановления тканей в почках свиней, где определенные клетки размножаются как часть роста, участвующего в заживлении. Нормальные клетки, которые трансформируются в раковые, также растут агрессивно, поэтому за этим механизмом стоит следить.
«Мы подробно описали клеточные механизмы, которые определяют, как иммунные клетки человека реагируют на ксенотрансплантат в краткосрочной перспективе», — сказал Джеф Буке, директор института системной генетики в университете Нью-Йорка.
«Эти результаты дают нам новое понимание того, как мы можем в дальнейшем создавать органы свиней для трансплантации или адаптировать методы иммуносупрессии для улучшения толерантности к чужеродному органу».
Отслеживая взаимодействие между почками и системой человека несколько раз в день, исследователи обнаружили, что иммунные клетки почек свиньи вызывают реакцию сразу после трансплантации, но иммунные клетки человека проникают в органы свиньи в течение 48 часов и доминируют в передаче сигналов.
Быстрое и массовое увеличение количества определенных типов клеток также наблюдалось у пациентов, получивших свиные сердца.
«Это исследование продемонстрировало, что расширенный анализ клеток (мультиомика) можно использовать для выявления широкой картины того, что происходит у реципиента ксенотрансплантата», — сказал Брендан Китинг, со-автор исследований.
У команды врачей, проводившей ксенотрансплантацию, было несколько теорий о том, почему у первого пациента было больше проблем, но мультиомика помогла определить осложнения и может быть использована для противодействия им в дальнейшем.
