Как да създадем свят, в който никой не умира, чакайки за трансплантация

За почти половин век учените се опитват да създадат процес на трансплантиране на животински органи у хора- една теоретична мечта, която би могла да помогне на стотиците хиляди хора в нужда от животоспасяваща трансплантация. Но рисковете, в частност предаването на PЕРV вируса от прасета на хора, винаги са били прекалено големи, забавяйки проучванията досега. В тази умопомрачителна лекция, генетикът Лухан Янг обяснява пробива: използвайки CRISPR, технология за редактиране на гени, тя и колегите ѝ са създали прасета, които не носят вируса, създавайки възможността за безопасно отглеждане на трансплантируеми органи в прасета. Научете повече за тази съвременна наука и как би могла да реши кризата с липса на органи.

Здравейте на всички.

Бих искала да Ви запозная с Лайка.

За много от нас Лайка е просто едно
много сладко прасенце.

Обаче за хиляди пациенти в нужда
от животоспасяващ орган,

Лайка е символ на надежда.

Всъщност от 70-те години насам,

когато трансплантацията на органи стана
реална възможност

за пациенти с бъбречна недостатъчност
и други заболявания на органите,

снабдяването с органи е проблем.

През последните няколко десетилетия

проблемът само се влошава, понеже
нуждата от органи се увеличава все повече.

Понастоящем в Щатите

има близо 115, 000 пациенти

в нужда от животоспасяваща
трансплантация на орган.

До края на речта ми

още един пациент ще бъде
добавен към списъка.

Днес около 100 човека ще получат
нов орган,

един шанс да започнат живота си наново.

И все пак, до края на деня,

други 20 човека ще умрат чакайки.

Ситуацията е сърцераздирателна

за пациентите, за семействата им

и за докторите, които искат
да направят повече.

В някои части на света

ситуацията става също и притеснителен
социален проблем.

В Азия например

медиите описват как
отчаяни пациенти

се сдобиват с органи от
жестокия черен пазар.

Ясно е, че трябва решение
на тази криза.

Заложени са човешки животи.

Като биолог и генетик,

моя мисия е станала решението
на този проблем.

Днес мога оптимистично да кажа,
че вървим по пътя към него

благодарение на Лайка.

Чрез използване на технология
за редакция на гени,

вече е възможно да създадем
човешки трансплантируем орган,

който да може безопасно да се
развие в прасета.

Преди да се впуснем в невероятната
наука, която прави това възможно,

нека придобием по-добро разбиране
за това какво е ксенотрансплантацията.

Това е процесът на трансплантиране на
животински органи у хора.

Може да попитате: "Защо свински органи?"

Защото някои прасета имат органи с
размер и физиология,

подобни на човешките.

През последния половин век

пионерите в трансплантацията
се опитват да го направят,

но с малко или никакъв успех.

Защо е така?

Две основни затруднения се изпречваха
на пътя.

Първо, идва въпросът за отхвърлянето
на органа.

Когато имунната ни система види един
нов орган като чужд,

тя ще го отхвърли.

Второ, и това се отнася специално за
органите на прасето,

всяко прасе е носител на вирус, който е
доброкачествен за него,

но може да бъде предаден на хората.

Казва се свински ендогенен ретровирус
(PERV)

и има потенциала да причини вирусна
епидемия, подобна на ХИВ.

Без ефикасен начин да се
разрешат тези проблеми,

областта на ксенотрансплантацията е в
застой вече повече от едно десетилетие.

Малко прогрес е направен. Досега.

Искам да споделя с Вас как стигнах
дотук днес с Лайка.

Моето пътешествие започна в планината
Емей, Китай.

Това е едно място, много добре описано в
редица известни легендарни истории

като "Тигър и Дракон".

Това е мястото, което наричам свой дом.

Израствайки в планината,

развих силна връзка с природата.

Това съм аз, когато бях на седем години.

Седя пред древен будистки храм

с маймунка на рамото ми.

Все още ясно си спомням как
приятелите ми и аз

хвърляхме фъстъци наоколо, за да
разсеем маймуните

и да преминем, за да се скитаме из
долината.

Обичам природата.

Когато стана време да избера сфера на
образование,

избрах да уча биология в Пекингския
университет в Пекин.

Обаче, колкото повече научавах,

толкова повече
въпроси имах.

Как може нашият генетичен код да бъде
толкова подобен на този на животните,

а все пак да изглеждаме така различно?

Как може нашата имунна система да се
бори с толкова много патогени,

но да е достатъчно умна да не атакува нас
самите?

Въпроси като тези ме измъчваха.

Знам, че звучи малко зубърско, но аз все
пак съм учен.

След колежа реших, че не искам просто
да задавам въпросите,

исках да им отговарям.
Това и направих.

През 2008-ма имах достатъчно късмет да
бъда приета

в докторанската програма на Харвардския
университет

и работих съвместно Д-р Джордж Чърч.

Докато работих
в неговата лаборатория,

започнах да изучавам и експериментирам
с генетичния код на бозайниците.

Сред ескпериментите

един специфичен ме приближи до Лайка.

През 2013-та колегите ми и аз направихме
промени в една човешка клетка,

използвайки технология, за която може би
сте чували.

Казва се CRISPR.

Ние бяхме една от първите две групи,

които докладваха за успеха на такава
технология в промяната на нашето ДНК.

Беше вълнуващ момент на научно откритие.

Методът за генно редактиране CRISPR има
два компонента.

Има "ножица", наречена ензимът CRISPR,

и нещо, което се нарича насочваща РНК.

Представете си го като
генетични "ножици" с микроскоп.

Микроскопът е насочващата РНК,

който води ножиците до мястото, където
искаме да отрежем,

и им казва: "Ето тук."

и тогава ензимът CRISPR отрязва и
поправя ДНК както искаме.

Малко след като докладвахме
изследването си,

лекарите в болницата "Мас Дженеръл" бяха
заинтригувани от медицинските приложения

на нашето изследване.

Те ни потърсиха

и заедно започнахме да виждаме
потенциал да използваме CRISPR,

за да решим кризата с недостига на органи.

Как го правим?

Просто е, но доста заплетено.

Започнахме с промени в една
свинска клетка, за да премахнем вирусите

и да я направим съвместима
с човешкия имунитет.

След това ядрото на тази клетка се
имплантира в яйцеклетката на прасе,

за да се образува ембрион.

Получилият се ембрион се слага в матката
на сурогатна майка,

за да се развие в прасенце.

Общо взето е процес на клониране.

Прасенцето ще има органи, чиито
генетичен код,

да се надяваме, няма да бъдат отхвърлен
от човешката имунна система.

През 2015-та екипът ни реши първо да се
заеме с проблема за пренасянето на вируси.

Искахме да премахнем всички 62 копия на
PERV вируса

от свинския геном,

но по това време беше почти невъзможна
мисия.

Дори с CRISPR

можехме да направим само една-две
модификации в една клетка.

Рекордът за най-много модификации,
направени в една клетка, беше пет.

Трябваше да ги увеличим повече от
десетократно, за да постигнем това.

С много внимателно планиране и стотици
опити,

ние успешно премахнахме всичките вируси

и счупихме рекорда.

И по-важно, проучванията ни показаха,

че можем да елиминираме вероятността
този опасен вирус

да се предаде на хора.

Миналата година с една модифицирана
клетка и клониращата технология,

нашият стартъп, еГенесиз, роди Лайка,

първото по рода си прасе, родено без PERV.

(аплодисменти)

Лайка символизира първата сериозна стъпка

в установяването не безопасната
ксенотрансплантация.

Също така е платформа,

върху която можем да правим допълнителни
генетични промени,

за да решим имунологичния проблем.

Оттогава насам сме създали повече
от 30 прасета без PERV

и те може да са най-напредналите генно-
модифицирани животни на планетата.

Кръстихме Лайка на Съветското куче,

което беше първото животно, обиколило
Земята.

Надяваме се Лайка и нейните братя и сестри

да могат да ни поведат към нова граница
в науката и медицината.

Представете си свят, в който пациентите,
страдащи от чернодробна недостатъчност,

могат да бъдат спасени с нов черен дроб

без да трябва да чакат дарение

или друг човек да умре.

Представете си свят, в който хората с
диабет

не трябва да разчитат на инсулин след
всяко ядене,

защото можем да им осигурим добри
панкреатични клетки,

които могат сами да произвеждат инсулин.

И си представете свят, в който пациентите
с бъбречна недостатъчност

не трябва да се изправят пред тежестта на
диализата.

Ние се стремим да създадем този свят,

свят без липса на органи.

Най-после имаме уреда, с който да се
заемем с проблема,

с който преди не можехме,

и Лайка е просто началото на нашето
пътешествие.

Трябва да сме много смирени пред
природата,

защото има още проблеми за решаване,

включително имунологията

и неща, които не можехме да предвидим.

Обаче наша е отговорността да преведем
съвременната наука

в медицина, която да спасява животите на
пациентите, които чакат.

Благодаря Ви много.

(аплодисменти)

Крис Андерсън: Лухан, това е невероятна
работа.

Ела напред.

Какви са следващите стъпки?
Отървали сте се от вируса.

Следващите стъпки включват
опитите да стигнем дотам

човешкото тяло да не отхвърля
трансплантиран орган.

Какво включва решаването на това?

Лухан Янг: Това е много сложен процес.

Трябва да премахнем антигените на
прасетата.

Освен това можем да научим много от рака.

Как може ракът да нахлуе и надхитри
имунната ни система,

така че да използваме този трик

и да го предадем на свинския орган,

за да заблудим имунната ни система да
не напада органа.

КА: Как мислите, кога се надявате,

че би могла да се осъществи
първата успешна трансплантация?

ЛЯ: Би било безотговорно да Ви дам
каквото и да е число.

КА: В ТЕД сме. Винаги сме безотговорни.

ЛЯ: Работим ден и нощ,

опитвайки се да направим това възможно
за пациентите.

КА: Значи не бихте казали, че може да
стане

в следващото десетилетие или до пет
години?

ЛЯ: Надяваме се да се случи до едно
десетилетие.

(смях)

КА: Значи има доста хора тук, които биха
се развълнували от това.

Потенциалът е невероятен.

Някои ще си кажат:

"Това прасе е твърде сладко.

Хората не би трябвало да експлоатират
нещо толкова сладко за наша облага."

Имаш ли някакъв отговор на това?

ЛЯ: Да, разбира се.

Представете си едно прасе
да може да спаси осем човешки живота.

Също така, подобно на дарението при хората,

ако вземем само един бъбрек от прасето,

то ще може да живее.

Затова се отнасяме внимателно към тези
проблеми,

но мисля че нашата цел е да се справим с
неудовлетворената медицинска нужда

за пациентите и техните семейства.

КА: Също никой не може да
ти каже това, ако яде бекон, нали?

ЛЯ: Добре казано.

(смях)

КА: Лухан, благодаря Ви много.
ЛЯ: И аз на Вас.

(аплодисменти)