Дослідники провели на пацюках першу у своєму роді операцію із трансплантації органів між двома ембріонами. Під час експерименту вони вживили тканини нирки плода пацюка до зародка іншого пацюка, поки той ще перебував в утробі. У результаті реципієнт народився із донорською функціональною ниркою. Підхід вчені планують у майбутньому пристосувати до людини, щоб проводити трансплантації органів від тварин до людей ще при ембріональному розвитку, коли ризик відторгнення чужих тканин менший. Дослідження опублікували в препринті на bioRxiv.
Нирка, що утворилася в тілі пацюків із трансплантованих тканин. K. Morimoto et al. / bioRxiv, 2024
👋 Слідкуйте за наукою разом з нами — підписуйтеся на наш телеграм та інстаграм, буде цікаво!
Для чого ембріонам трансплантація органів?
Багато вроджених вад у людей характеризуються недорозвиненістю критично важливих органів. У такому разі у важких випадках новонароджені діти живуть усього кілька діб чи навіть годин. Однією з цих хвороб є синдром Поттера, за якого діти з'являються на світ із нефункціональними нирками. Часто вони не доживають навіть до того часу, щоб їх могли безпечно підключати до системи діалізу. Тож науковці працюють над тим, щоб знайти принаймні тимчасове рішення для подовження тривалості життя дітей із синдромом Поттера, щоб вони витримали до можливості проведення діалізу.
Одним із потенційних рішень розглядають проведення трансплантації нирки, наприклад, від свині, ще під час ембріонального розвитку, щоб дитина народилася вже з робочим органом, хай навіть тимчасовим. Та хоч внутрішньоутробні операції різної складності вже давно проводяться, трансплантації дотепер навіть вивчені погано. Японські вчені вирішили провести перші випробування такого лікування пацюках.
Що робили з пацюками?
У першому досліді науковці протестували можливість трансплантації органів між ембріонами одного виду. Вони генетично модифікували пацюків, щоб їхні клітини нирок виробляли зелений флуоресцентний білок. Завдяки цій мітці при трансплантації органів в інше тіло можна відстежити їхню приживаність. Відтак тканини нирок ембріонів модифікованих пацюків ввели під шкіру на спині дев'ятьом 18-денним ембріонам, що ще розвивалися в утробі самки. Дитинчата народилися приблизно на 22 день розвитку, що є нормальним строком.
Як показало обстеження новонароджених тварин, у восьми піддослідних із трансплантованих тканин почали формуватися справжні нирки — з судинними клубочками, внутрішньою і зовнішньою структурою органа. Через 2,5 тижня ці нирки навіть успішно виробляли сечу. Але через те, що вони не були пов'язані з сечоводами, вчені її штучно відбирали голкою протягом п'яти місяців життя пацюків. Але за весь цей час не відмічалося ознак відторгнення чужих тканин, попри те, що тварини не приймали для цього жодних ліків. Подібного приживання не спостерігали у дослідах із дорослими тваринами.
Тож у наступному досліді вчені протестували подібним чином вже міжвидову трансплантацію — від ембріонів мишей до ембріонів пацюків. Протягом 10 днів тканини сформували структуру нирки із клубочками винятково з донорських клітин. Однак невдовзі після трансплантації органи стали відторгатися, а застосування препаратів для пригнічення імунної системи хоч і сповільнило процес, але було недостатньо дієве.
Що буде далі?
Дослідження дало надію, що пересадка органів внутрішньоутробно можлива. Дотепер вагомою перешкодою в трансплантації залишається високий ризик відторгнення органа через те, що кровоносні судини пацієнта не приживаються в донорському органі. Однак під час ембріонального розвитку такий ризик зменшується через ще недорозвиненість імунної системи.
Хоч трансплантація між гризунами різних видів поки що була не така успішна, як при пересадці органів між ембріонами одного виду, але результат все ще кращий, ніж у дослідах із дорослими тваринами. Крім того, вже зараз лікарі проводять експериментальні лікування з пересадкою нирок свиней людям. Тож науковці вважають, що технологію можливо вдосконалити настільки, щоб провести схожу терапію і на людських плодах. А до того часу автори прагнуть протестувати її на тваринах більшого розміру, що більш схожі до людей, та зменшити ризик відторгнення.
- Нирку свині трансплантували вже двом людям із важкою нирковою недостатністю, які не підходили для очікування на донора серед людей.
- До того лікарі експериментували з пересадкою від свиней людям серця. Але поки що спроби врятувати таким способом життя пацієнтів були невдалими.