Medycyna w parze z zootechniką

Wprowadzenie ludzkich genów do organizmu świni sprawi, że ryzyko odrzucenia przeszczepu się zmniejszy Prof. Zdzisław Smorąg – profesor doktor habilitowany, kierownik Działu Biotechnologii Rozrodu Zwierząt Instytutu Zootechniki, a zarazem kierownik interdyscyplinarnego projektu badawczego z zakresu ksenotransplantacji. Medycyna już od lat zna sposoby wymiany narządów ludzkich – chorego serca, wątroby, nerek, płuca, trzustki. Jednak organów do przeszczepów brakuje, toteż wielu chorych umiera, nie doczekawszy się wymiany narządu zniszczonego chorobą. Wielkie nadzieje rozbudziły komórki macierzyste, mające zdolności tworzenia określonych narządów, jednak szansa na ich wykorzystywanie w transplantologii ciągle się oddala. Nie sprawdzają się też narządy skonstruowane mechanicznie. Obiecującym źródłem narządów i tkanek potrzebnych do przeszczepów są zwierzęta. Transplantacja do organizmu ludzkiego narządów zwierzęcych jako obcogatunkowych nazywa się ksenotransplantacją (gr. ksenos – obcy). Przeszkodę stanowi bariera immunologiczna – organizm ludzki siłą swojej odporności odrzuca organ obcego gatunku. Stosowane leki immunosupresyjne nie zawsze są w stanie temu zapobiec, zresztą nie są obojętne dla organizmu biorcy – zmniejszają jego odporność. W Instytucie Zootechniki Państwowego Instytutu Badawczego w Balicach koło Krakowa trwają prace nad taką modyfikacją genetyczną świni, by jej organy, użyte do przeszczepu, nie wywoływały w organizmie ludzkim reakcji immunologicznych prowadzących do ich odrzucenia. O modyfikacji genetycznej świń, których narządy posłużą do przeszczepu, mówi prof. Zdzisław Smorąg. Rozmawia Krystyna Rożnowska Dlaczego właśnie świnię uznaliście za to zwierzę, którego organy najbardziej nadają się do przeszczepiania ludziom, a nie np. małpy, bardziej zbliżone biologicznie do człowieka? Przecież bliższe pokrewieństwo stwarza większe szanse na przyjęcie się przeszczepionego narządu. – Podobieństwo organizmu człowieka i świni na poziomie DNA jest duże. To pozwala na taką zmianę genomu świni, czyli składu genetycznego, by go upodobnić do genomu człowieka. Dokonuje się tej zmiany, wprowadzając geny człowieka w miejsce genów świni odpowiedzialnych za barierę immunologiczną. Taką genetyczną modyfikację można nazywać humanizacją zwierząt. Ponadto organizm świni stosunkowo łatwo poddaje się inżynierii genetycznej. To prawda, że małpy są nam nieco bliższe, toteż nasz organizm łatwiej zaakceptowałby organ od nich pochodzący, ale to pokrewieństwo zwiększa także ryzyko przejęcia razem z organem drobnoustrojów chorobotwórczych, które w podobnym środowisku mogłyby dalej się rozwijać. Pochodzący od małpy wirus HIV zdaje się potwierdzać ten pogląd. Podobieństwo do świni nie jest dla nas miłe, ale skoro już istnieje, proszę powiedzieć, co jeszcze upodabnia nasz organizm do organizmu tego zwierzęcia? – Świnia ma narządy zbliżone wielkością i wydolnością do ludzkich, podobne ciśnienie tętnicze i parametry hemodynamiczne, a także niektóre hormony, takie jak insulina oraz czynniki tkankowe. OD ŚWINI PRZEZ MAŁPĘ DO CZŁOWIEKA Na czym polega genetyczne upodabnianie organizmu świni do organizmu człowieka? – Na wymianie genów świni, odpowiedzialnych za reakcje odrzucania obcego organu, na geny człowieka. Są to zabiegi z zakresu inżynierii genetycznej. Stosujemy różne strategie, dodając jedne geny, a eliminując drugie. Bo za poziom bariery immunologicznej, a więc procesy odrzucenia wszczepionego organu, jest odpowiedzialnych wiele genów, trzeba kolejno je wymieniać, by uzyskać osobniki z wielogenową, czyli podwójną, potrójną lub poczwórną transgenezą. Dopiero kombinacja tych genów może przynieść efekty obniżające barierę immunologiczną człowiek-świnia. Nie znamy przecież wszystkich genów. – Ale te odpowiedzialne za poziom bariery immunologicznej znamy dość dobrze. Dziewięć lat temu przyszedł na świat w waszym instytucie knur Wojtek. Był pierwszym urodzonym w Polsce knurem transgenicznym. Posłużyliście się wtedy konstrukcją genetyczną wykonaną przez zespół prof. Ryszarda Słomskiego z Instytutu Genetyki Człowieka PAN w Poznaniu, a manipulacje genetyczne przeprowadzał prof. Jacek Jura z waszego instytutu. Ostatnio urodziły się świnie z kolejnymi transgenami. Jaki poziom zmian transgenicznych osiągnęliście obecnie? – Knur 1154, nazwany na potrzeby prasy Wojtkiem, miał jeden gen zmieniony na gen człowieka, ale to za mało, by narządy takich osobników przeszczepiać ludziom. Po tym knurze mamy już ok. 300 transgenicznych prosiąt. Ostatnio wyhodowaliśmy świnie, które mają po dwa wprowadzone od człowieka geny, a więc są to osobniki z podwójną transgenezą, świnie z kolejnymi transgenami uzyskują zaś dojrzałość płciową.