Свиные органы для пациентов: задача для CRISPR

Исследователи под руководством Джорджа Черча добились значительного прогресса в редактировании геномов свиней, чтобы сделать их клетки совместимыми с человеческим организмом. Благодаря технологии CRISPR однажды здоровое сердце для отчаявшегося пациента может быть получено от свиньи.

"Сравнительно просто изменить один ген у свиньи, но изменение многих десятков — что, очевидно, является здесь минимумом — выигрывает от CRISPR", — сказал Джордж Черч, профессор генетики Гарвардской медицинской школы (HMS). Ксенотрансплантация — "одна из немногих" больших задач, которая "действительно требует 'мощи' CRISPR".

Для содействия разработке безопасных клеток, тканей и органов для трансплантации людям, Гарвардское управление по разработке технологий (OTD) выдало лицензию биотех-стартапу eGenesis из Кембриджа.

Сооснованная Черчем и его бывшей аспиранткой HMS Лухан Янг в 2015 году, компания eGenesis в прошлом году привлекла $38 млн на исследования. По крайней мере восемь бывших членов лаборатории Черча теперь работают в этой компании.

Лицензия от Harvard OTD охватывает набор технологий редактирования генома, разработанных в HMS и Институте Висса, включая фундаментальные интеллектуальные property, связанные с прорывным использованием CRISPR в 2012 году для редактирования генома человеческих клеток под руководством Янг и Прашанта Мали. Лицензия является эксклюзивной для eGenesis, но ограничена областью ксенотрансплантации.

Масштаб проблемы

• Около 114 000 человек в США находятся в листе ожидания трансплантации органов.
• Ежедневно 20 человек из этого списка умирают, не дождавшись операции.
• Только 3 из 1000 человек умирают при обстоятельствах, позволяющих стать донорами органов.

Преодоление вирусной угрозы

Основное беспокойство вызывают свиные эндогенные ретровирусы (PERVs) в геноме животных, которые могут инфицировать человека.

• В 2015 году лаборатория Черча в журнале Science продемонстрировала устранение всех 62 PERVs в клетках свиньи с помощью редактирования генома.
• В 2017 году в Science Черч, Янг и коллеги подтвердили, что свиные клетки могут передавать PERVs человеческим клеткам, но и объявили о рождении 37 свиней, свободных от PERVs.

"Это был фундамент, необходимый, чтобы убедить как научное сообщество, так и инвесторов в том, что ксенотрансплантация может стать реальностью", — сказала Вивиан Берлин из Harvard OTD.

Остающиеся иммунологические проблемы

Устранение PERVs — не конец истории. Потенциальное отторжение трансплантата организмом пациента остаётся проблемой.

• Требуется множество генетических изменений для обеспечения полной совместимости: правки в иммунных функциях, функциях свёртывания крови, системе комплемента и сахарах на поверхности клеток.
• Ключевым "стоп-сигналом" был углевод альфа-1-3-галактоза на поверхности свиных клеток. Его удаление — необходимо, но недостаточно.
• "Вы должны позаботиться о каждом из аспектов несовместимости, и не все они решаются просто удалением — некоторые необходимо "гуманизировать", — пояснил Черч.

Сведение всех необходимых правок воедино — следующая большая задача для CRISPR.