Orgány z prasat lidem

 

Lékaři provedli první transplantace, při kterých voperovali těžce nemocným pacientům původně prasečí orgány s cíleně pozměněnou dědičnou informací. První člověk přežil s takovým srdcem pouhé dva měsíce. Je to konec nadějí, nebo začátek průlomu v medicíně?

David Bennett zemřel 8. března 2022. V hrudi sedmapadesátiletého Američana v té chvíli dotlouklo prasečí srdce, které mu dva měsíce předtím transplantovali lékaři z University of Maryland. Podobně jako mnoho dalších lidí s těžce nemocným srdcem čekal Bennett na transplantaci. Protože ale nedodržoval léčebný režim, lékaři ho z pořadníku na transplantaci vyškrtli. Svým nezdravým životním stylem by transplantovaný orgán ničil. Když pak Bennetta postihla těžká srdeční arytmie, ocitl se na prahu smrti. Z krajního ohrožení života by mu nepomohla ani pumpa, kterou lékaři voperují některým pacientům. Z těžce nemocného srdce tím sejmou podstatnou část jeho práce do doby, než se najde vhodný orgán pro transplantaci.

Srdce prasete se speciálně upravenou dědičnou informací představovalo pro Bennetta poslední šanci. Sedmihodinová operace dopadla dobře a pacient se pomalu zotavoval. Fatální komplikace možná nastaly poté, co se v transplantovaném orgánu probudil k životu virus pocházející z prasečího dárce. Úplně jasno ale lékaři zatím nemají.

David Bennett není zdaleka prvním člověkem léčeným zvířecími tkáněmi a orgány. Ve středověku se ranhojiči pokoušeli nahradit velkou ztrátu krve transfuzí krve z žil jehňat. Později překrývali lékaři velké rány kůží z žab a v první polovině minulého století proběhly pokusy zvýšit vitalitu starců transplantací tkáně odebrané z varlat šimpanzích samců. Z roku 1668 se dochovala zpráva o transplantaci kosti psa do lebky vážně zraněného vojáka. Psí kost údajně přirostla tak dokonale, že místo operace nebylo patrné. Ve světle dnešních znalostí ale přistupují odborníci k podobným zvěstem se značnou dávkou zdravé skepse.

 

Šimpanzí ledviny a paviání srdce

První vážné pokusy o transplantace zvířecích orgánů se odehrály začátkem druhé poloviny minulého století ve Spojených státech. Důvodem je zoufalý nedostatek vhodných orgánů od lidských dárců. Ve Spojených státech je v pořadnících na transplantace zapsáno kolem sta tisíc vážně nemocných pacientů. Ročně se ale najde vhodný orgán jen pro čtyřicet tisíc z nich. Denně se transplantace nedožije v průměru sedmnáct nemocných a tisícovka jich je každoročně z pořadníku vyškrtnuta, protože se jejich zdravotní stav zhoršil natolik, že by jim už transplantace nepomohla. Zvířecí orgány mají tento nedostatek vyřešit.

Už v roce 1963 voperovali američtí lékaři pod vedením Keithe Reemtsmy třiadvacetileté ženě ledvinu šimpanze. Pacientka musela užívat silné léky na potlačení imunity, aby její tělo orgán lidoopa nezničilo. Se zvířecí ledvinou žila devět měsíců.

Později se uskutečnily také experimentální transplantace srdce nebo jater z paviánů. Vědci ale nakonec transplantace orgánů opic a lidoopů zavrhli. Jedním ze silných argumentů bylo riziko přenosu virů s transplantovaným zvířecím orgánem. Závažnost tohoto problému podtrhlo počátkem 80. let minulého století propuknutí pandemie AIDS. Původcem onemocnění virem HIV se nakazili domorodí lovci v Kongu při zpracovávání masa ulovených šimpanzů.

 

Sázka na prase

Při hledání vhodného zvířecího dárce orgánů tak nakonec padla volba na prasata, jichž je na rozdíl od lidoopů dostatek a lze je chovat ve sterilních podmínkách, takže nenesou mikroby nebezpečné člověku. Prase však dělí od člověka hluboká evoluční propast a lidský imunitní systém netoleruje přítomnost prasečích buněk, ani když je utlumen léky. Vědci se proto rozhodli prase pro účely transplantací „polidštit“. Genoví inženýři k tomu využívají dvě základní strategie. V té první odstraňují z prasečí dědičné informace geny, které jsou zodpovědné za nápadnost prasečích buněk pro lidský imunitní systém. Druhá strategie využívá vnášení lidských genů do prasečí dědičné informace. Vědci vybírají geny, které jsou s to tlumit přehnané reakce imunitního systému příjemce. Další lidské geny mají zajistit, aby se v cévách transplantovaného prasečího orgánu nesrážela krev a nerozbíhaly se zánětlivé reakce.

Prasata určená jako dárci orgánů si nesou v dědičné informaci třeba i několik desítek genetických úprav. Jejich vhodnost se testuje na paviánech, jejichž imunitní systém reaguje na prasečí buňky podobně jako lidský. Výsledky jsou slibné. Jestliže v roce 2013 fungovaly prasečí ledviny v opičím organismu čtyři měsíce, v roce 2017 už to bylo déle než rok. Na podzim minulého roku proto přistoupil tým z University of Alabama v americkém Birminghamu ke generální zkoušce transplantace prasečí ledviny. Prvním pacientem se stal sedmapadesátiletý Jim Parsons, který havaroval na motorce a lékaři u něj byli nuceni konstatovat mozkovou smrt.

 

Generální zkouška s prasečí ledvinou

Parsons byl registrován jako dárce orgánů. Než mu je lékaři začali odebírat, udržovali základní tělesné funkce dárce na přístrojích. Rodina si přála, aby byl Parsons po odběru orgánů od přístrojů odpojen. A souhlasila s tím, aby mu lékaři na tři dny nahradili odebrané ledviny prasečími orgány. Hlavním účelem náročné operace bylo zjistit, jak se chová ledvina z prasete se speciálně upravenou dědičnou informací v lidském organismu. Transplantace proběhla, jako kdyby šlo o skutečnou operaci zachraňující pacientovi život, a dopadla dobře. Už po třiadvaceti minutách v lidském těle začaly zvířecí ledviny produkovat moč.

Transplantace prasečích ledvin tak jasně vykročily k praktickému využití. Nejprve však budou muset projít sérií klinických testů, kdy prasečí orgány dostanou nemocní lidé. Pokud vše půjde dobře, stane se transplantace prasečí ledviny oficiální schválenou léčbou. Podle expertů nelze tento průlom očekávat dříve než za pět let.

Prasečí orgány přitom zatím nebudou nahrazovat orgány lidí natrvalo. Pacienti je dostanou na přechodnou dobu – než se pro ně najde orgán od vhodného lidského dárce. Do budoucna se však počítá i s transplantacemi lidem, kteří nejsou ohroženi na životě a nový orgán jim významně pozvedne kvalitu života.

 

Výhledy do budoucna

Mohlo by se zdát, že nemáme mnoho důvodů k optimismu. Prasečí ledviny pracovaly v těle Jima Parsonse jen tři dny a prasečí srdce dotlouklo za pouhé dva měsíce. Když však 3. prosince 1967 provedl jihoafrický chirurg Christiaan Barnard první transplantaci lidského srdce, žil jeho pacient Louis Washkansky po operaci toliko osmnáct dní. Dnes se podle statistik Světové zdravotnické organizace transplantuje ve světě ročně kolem devíti tisíc srdcí. Déle než rok přežije po transplantaci 85 procent pacientů a 69 procent lidí žije s transplantovaným srdcem déle než pět let.

K narůstající úspěšnosti transplantací prasečích orgánů zdaleka nepřispívá jen úprava dědičné informace zvířat metodami genového inženýrství. Prudce se rozvíjejí i další obory. David Bennett dostával po operaci nový lék na utlumení nežádoucí reakce imunitního systému, který chrání transplantované srdce, a přitom je k imunitní obraně pacienta celkem milosrdný a nenarušuje celou řadu jejích důležitých funkcí.

Zkvalitnila se i předoperační péče o orgán odebraný praseti. Srdce pro Davida Bennetta bylo ve zvláštním kontejneru napojeno na systém pump, které promývaly cévy srdce speciálním roztokem obsahujícím kromě jiných složek také malé množství kokainu. Takto připravené srdce má podstatně vyšší šanci, že bude v těle příjemce správně fungovat.

První lidé s transplantovanými prasečími orgány už nežijí. Ale to neznamená konec. Naopak je to start převratného řešení nedostatku lidských orgánů pro transplantace.

 

KRIZE XENOTRANSPLANTACÍ

Snahy získat prasata s dědičnou informací upravenou tak, aby jejich orgány bylo možné voperovat nemocným lidem, se rozběhly už v 90. letech minulého století. Na tomto poli se angažovaly velké nadnárodní farmaceutické firmy ochotné investovat miliardové částky. Zrodily se projekty farem, které by ročně odchovaly pro potřeby transplantací tisíce prasat. Počáteční nadšení ale dlouho nevydrželo. Tehdejší metody genového inženýrství byly příliš náročné a málo účinné. Vytváření speciálních linií prasečích dárců orgánů postupovalo zoufale pomalu a stálo mnohem víc, než firmy plánovaly. V prvních letech 21. století hodily velké farmaceutické firmy ručník do ringu a projekty na tvorbu geneticky upravených prasat ukončily. Perspektivy léčby těžce nemocných transplantacemi prasečích orgánů byly v té době hodně mlhavé.

REVOLUCE JMÉNEM CRISPR

Zásadní zvrat v získávání prasat, jejichž orgány bude možné transplantovat lidem, přinesla v roce 2012 technika genového inženýrství označovaná jako CRISPR. Americká bioložka Jennifer Doudnaová a její francouzská kolegyně Emmanuelle Charpentierová získaly v roce 2020 za její objev Nobelovu cenu za chemii. CRISPR dovoluje velmi jednoduše a s vysokou účinností přesně cílené zásahy do dědičné informace. Produkce prasat s upravenou dědičnou informací se s nasazením techniky CRISPR zefektivnila a významně zlevnila. Zvládají ji i nevelké biotechnologické firmy nebo univerzitní týmy. V současnosti se v prvních transplantacích testují orgány prasat linie 10 GE Pig získaných soukromou americkou společností Revivicor. Tato prasata nesou v dědičné informaci deset změn, jež napomáhají lidskému imunitnímu systému, aby zvířecí orgán po transplantaci toleroval.

 

Autor: Text: Jaroslav Petr