W zeszłym tygodniu po raz pierwszy na świecie usłyszeliśmy, że amerykańscy chirurdzy przeszczepili żywemu człowiekowi nerkę świni ze zmodyfikowanymi genami.

Doniesienia prasowe mówią, że zabieg ten stanowił przełom w ksenotransplantacji – czyli przeszczepianiu narządu, komórek lub tkanek z jednego gatunku na drugi.

Jeden z dyrektorów generalnych firmy biotechnologicznej twierdzi, że świnie poddane są edycji genów obietnica „nieograniczona podaż narządów do przeszczepienia”.

Zwolennicy ksenotransplantacji uważają ją za rozwiązanie problemu niedoborów narządów na całym świecie. W grudniu 2023 r. na liście oczekujących na nerki od dawców w Australii znajdowało się 1445 osób. W Stanach Zjednoczonych na nerki czeka ponad 89 000 osób.

Nie wszyscy jednak są przekonani, że przeszczepianie narządów zwierzęcych ludziom jest rzeczywiście rozwiązaniem problemu niedoborów narządów lub nawet czy właściwe jest wykorzystywanie w ten sposób narządów innych zwierząt.

Istnieją dwie krytyczne bariery powodzenia procedury: odrzucenie narządu i przeniesienie wirusów zwierzęcych na biorcy.

Jednak w ciągu ostatniej dekady nowa platforma i technika znana jako CRISPR/Cas9 – często w skrócie CRISPR – obiecała złagodzić te problemy.

Co to jest CRISPR?

Edycja genów CRISPR wykorzystuje system już występujący w naturze. „Genetyczne nożyczki” CRISPR ewoluowały w bakteriach i innych drobnoustrojach, aby pomóc im odeprzeć wirusy. Ich maszyneria komórkowa pozwala im integrować i ostatecznie niszczyć wirusowe DNA poprzez jego przecięcie.

W 2012 roku dwa zespoły naukowców odkryły, jak wykorzystać ten bakteryjny układ odpornościowy. Składa się z powtarzających się układów DNA i powiązanych białek, znanych jako białka „Cas” (związane z CRISPR).

Kiedy użyli określonego białka Cas (Cas9) z „RNA przewodnim” składającym się z pojedynczej cząsteczki, odkryli, że mogą zaprogramować kompleks CRISPR/Cas9 tak, aby łamał i naprawiał DNA w dokładnie określonych miejscach. System mógłby nawet „wbić” nowe geny w miejscu naprawy.

W 2020 r. dwóch naukowców kierujących tymi zespołami otrzymało za swoją pracę Nagrodę Nobla.

W przypadku najnowszej ksenotransplantacji zastosowano technologię CRISPR do edycji 69 genów świni dawcy w celu inaktywacji genów wirusowych, „humanizowania” świni genami ludzkimi i wybicia szkodliwych genów świni.

Pracowity czas dla ksenotransplantacji edytowanej genetycznie

Chociaż edycja CRISPR dała nową nadzieję w możliwości ksenotransplantacji, nawet ostatnie badania pokazują, że nadal uzasadniona jest duża ostrożność.

W latach 2022 i 2023 dwóch pacjentów ze śmiertelną chorobą serca, którzy nie kwalifikowali się do tradycyjnego przeszczepu serca, otrzymało pozwolenie regulacyjne na otrzymanie świńskiego serca ze zmodyfikowanymi genami. W sercach świń wprowadzono dziesięć zmian w genomie, aby uczynić je bardziej odpowiednimi do przeszczepiania ludziom. Jednak obaj pacjenci zmarli w ciągu kilku tygodni od zabiegów.

Na początku tego miesiąca dowiedzieliśmy się, że zespół chirurgów w Chinach przeszczepił wątrobę świńską ze zmodyfikowanymi genami klinicznie zmarłemu mężczyźnie (za zgodą rodziny). Wątroba funkcjonowała dobrze aż do dziesięciodniowego limitu badania.

Czym różni się ten najnowszy przykład?

Zmodyfikowaną genetycznie nerkę świni przeszczepiono stosunkowo młodemu, żyjącemu, prawnie kompetentnemu i wyrażającemu zgodę dorosłemu osobnikowi.

Całkowita liczba modyfikacji genów dokonanych u świni dawcy jest bardzo wysoka. Naukowcy zgłaszają, że dokonali 69 zmian w celu dezaktywacji genów wirusa, „humanizowania” świni ludzkimi genami i wyeliminowania szkodliwych genów świń.

Wyraźnie widać, że wyścig o przekształcenie tych narządów w realne produkty do przeszczepu nabiera tempa.

Od marzeń o biotechnologii do rzeczywistości klinicznej

Zaledwie kilka miesięcy temu edycja genów CRISPR zadebiutowała w medycynie głównego nurtu.

W listopadzie organy regulacyjne ds. leków w Wielkiej Brytanii i USA zatwierdziły pierwszą na świecie terapię polegającą na edycji genomu opartą na CRISPR do stosowania u ludzi – metodę leczenia zagrażających życiu postaci anemii sierpowatokrwinkowej.

Leczenie, znane jako Casgevy, wykorzystuje CRISPR/Cas-9 do edycji komórek macierzystych własnej krwi pacjenta (szpiku kostnego). Zakłócanie niezdrowego genu, który nadaje czerwonym krwinkom sierpowy kształt, ma na celu wytworzenie czerwonych krwinek o zdrowym, kulistym kształcie.

Chociaż w leczeniu wykorzystuje się własne komórki pacjenta, ta sama podstawowa zasada ma zastosowanie w przypadku niedawnych klinicznych ksenoprzeszczepów: nieodpowiednie materiały komórkowe można poddać edycji, aby były terapeutycznie korzystne dla pacjenta.

Będziemy więcej mówić o edycji genów

Organy regulacyjne zajmujące się medycyną i technologią genową są coraz częściej proszone o zatwierdzanie nowych badań eksperymentalnych z wykorzystaniem edycji genów i CRISPR.

Jednak ani ksenotransplantacja, ani terapeutyczne zastosowania tej technologii nie prowadzą do zmian w genomie, które można odziedziczyć.

Aby tak się stało, zmiany CRISPR musiałyby zostać zastosowane do komórek na najwcześniejszych etapach ich życia, np. do komórek embrionalnych we wczesnym stadium in vitro (w laboratorium).

W Australii celowe tworzenie dziedzicznych zmian w ludzkim genomie jest przestępstwem zagrożonym karą 15 lat więzienia.

W żadnej jurysdykcji na świecie nie obowiązują przepisy wyraźnie zezwalające na dziedziczną edycję ludzkiego genomu. Jednak w niektórych krajach brakuje szczegółowych przepisów dotyczących tej procedury.

Czy to jest przyszłość?

Jednak nawet bez tworzenia dziedzicznych zmian w genach ksenotransplantacja przy użyciu CRISPR jest w powijakach.

Mimo obietnic zawartych w nagłówkach gazet nie ma jeszcze ani jednego przykładu stabilnej ksenotransplantacji u żywego człowieka trwającej dłużej niż siedem miesięcy.

Chociaż zezwolenie na ten niedawny przeszczep w USA zostało wydane w ramach tak zwanego wyłączenia dotyczącego „współczucia”, konwencjonalne badania kliniczne ksenotransplantacji świni i człowieka jeszcze się nie rozpoczęły.

Jednak perspektywa takich badań prawdopodobnie wymagałaby znacznej poprawy obecnych wyników, aby uzyskać zgodę organów regulacyjnych w USA lub gdzie indziej.

Z tego samego powodu zatwierdzenie przez organy regulacyjne wszelkich „gotowych” narządów do ksenoprzeszczepów, w tym nerek poddanych edycji genów, wydawałoby się odległą perspektywą.

Christopher Rudge, wykładowca prawa na Uniwersytecie w Sydney

Ten artykuł został ponownie opublikowany w The Conversation na licencji Creative Commons. Przeczytaj oryginalny artykuł.