Как создать мир, где никто не умирает в ожидании органов на пересадку

Вот уже около пятидесяти лет учёные пытаются разработать безопасную практику пересадки органов животного человеку — мечта, которая, в теории, поможет сотням тысяч людей, нуждающимся в жизненно важных органах. Однако такая практика сопровождается большими рисками, например, риском передачи эндогенного ретровируса свиней (PERV) людям, что препятствовало дальнейшим исследованиям в этой области до настоящего времени. В своём поразительном выступлении генетик Лухань Ян рассказывает о прорыве в области генной инженерии: используя метод редактирования генома CRISPR, Лухань и её коллеги создали свиней, которые не являются носителями PERV–вируса, что даёт возможность безопасно выращивать в свиньях органы, пригодные для последующей пересадки человеку. Узнайте подробнее о последних научных достижениях и том, как они смогут помочь решить проблему нехватки трансплантатов.

Здравствуйте.

Хочу познакомить вас с Лайкой.

Для большинства Лайка — лишь милая свинка.

Но для сотен тысяч пациентов,

которым нужна операция
по пересадке органов,

Лайка — символ надежды.

Нехватка трансплантатов была
и остаётся большой проблемой,

начиная с 1970-х годов, когда начали
проводить операции по пересадке органов

пациентам с почечной недостаточностью
или заболеваниями других органов.

За последние 20 лет
эта проблема только усугубилась,

так как потребность в трансплантатах
существенно возросла.

На данный момент в США
около 115 тысяч пациентов

нуждаются в операции по пересадке органов.

К концу моего выступления

к их числу добавится ещё один пациент.

Сегодня примерно сотне людей будут
трансплантированы новые органы —

это их шанс начать жизнь заново,

однако к концу этого дня 20 других —
умрут, так и не дождавшись операции.

Это печальная ситуация

как для пациентов и их семей,

так и для врачей, которые хотят
сделать для этого мира больше.

В некоторых регионах эта ситуация
также тревожит общественность.

Например, в Азии, по сообщениям СМИ,

отчаявшиеся пациенты приобретают
органы на чёрном рынке.

В этой сложившейся кризисной
ситуации требуется решение.

Ведь на кону человеческие жизни.

Моя задача как биолога и генетика —

помочь решить эту проблему.

Сегодня я с надеждой сообщаю,

что мы на пути к решению этого вопроса,

благодаря Лайке.

Используя технологии и методы
генной инженерии,

сейчас стало возможно
с высокой точностью создавать органы,

пригодные для пересадки человеку,

которые могут быть безопасно
выращены в организме свиньи.

Прежде чем я расскажу
о невероятных исследованиях,

которые дали нам такую возможность,

давайте подробнее обсудим,
что такое ксенотрансплантация.

Это процесс пересадки органов
от животного человеку.

Вам, должно быть, интересно —
а почему именно органы свиньи?

Потому что органы некоторых свиней

похожи и физиологически,
и по своему размеру на органы человека.

За последние 50 лет исследователи
в области трансплантации органов

упорно пытались осуществить подобное,

но с небольшим успехом,
либо вообще безуспешно.

Почему же?

Всё дело в двух основных препятствиях.

Во-первых, существует проблема
отторжения пересаженного материала.

Это когда наша иммунная система

воспринимает новый орган
как чужеродный и отторгает его.

Во-вторых, проблема, специфичная
для органов, пересаженных от свиней.

Каждая свинья — носитель безопасного
для неё самой патогена,

который может передаться человеку.

Он называется
эндогенный ретровирус свиней (PERV)

и может стать причиной вирусного
заболевания наподобие ВИЧ.

За неимением эффективного метода
борьбы с этими проблемами

практика в области ксенотрансплантации
была заморожена более чем на 10 лет.

До сегодняшнего дня удалось
достичь лишь незначительного прогресса.

Я хочу поделиться историей,
которая привела меня и Лайку сюда.

Мой путь начался в горах Эмэйшань в Китае.

Это известное, легендарное место,

вы могли видеть его в фильме
«Крадущийся тигр, затаившийся дракон».

Для меня это место — дом.

Живя в горах, я обрела
тесную связь с природой.

Здесь мне семь лет, я стою с обезьянкой
на плече перед древним буддийским храмом.

Я до сих пор отчётливо помню,

как я и мои друзья кидались арахисом,
отвлекая этим обезьян,

чтобы пройти мимо них и погулять в долине.

Я люблю природу.

Когда пришло время выбирать профессию,

я решила изучать биологию
в Пекинском университете.

Но чем больше я изучала, тем больше
вопросов у меня появлялось.

Почему наше генетическое строение
так похоже на то, которое есть у животных,

и при этом мы выглядим совершенно иначе?

Как вышло, что наша иммунная система
способна побороть множество патогенов,

при этом достаточно разумна,
чтобы не разрушать нас самих?

Меня терзали подобные вопросы.

Знаю, я говорю как «ботаник»,
но ведь я всё-таки учёный.

После университета я решила,
что хочу не просто задаваться вопросами,

но и находить ответы на них,
что я и сделала.

В 2008 году мне посчастливилось поступить
в аспирантуру Гарвардского университета

и работать с профессором Джорджем Чёрчем.

Работая в лаборатории Чёрча,

я начала изучать и проводить эксперименты
с генетическим строением млекопитающих.

Среди всех проведённых исследований

один примечательный эксперимент
приблизил меня к Лайке.

В 2013 году мы с коллегами произвели
изменения клетки человека,

используя методику генной инженерии
CRISPR, о которой вы, возможно, слышали.

Мы были одной из двух групп,

сообщивших об успешных результатах
применения такого метода

в редактировании человеческой ДНК.

Для нас это был волнительный момент
в сфере научных достижений.

Метод редактирования генома CRISPR
состоит из двух компонентов:

«разрезающий» фермент Cas9

и гидовая РНК.

Представьте, что это такие
генетические «ножницы» с микроскопом.

В роли микроскопа выступает гидовая РНК,

которая направляет «ножницы» к месту,
где требуется сделать разрез,

и как бы говорит: «Вот тут»,

и фермент Cas9 разрезает,
а затем исправляет ДНК, как нам нужно.

Вскоре после нашего доклада о результатах

врачи из Массачусетской
больницы общего профиля

заинтересовались практическим
применением CRISPR в лечении заболеваний.

Они связались с нами,

и вместе мы стали изучать
возможность применения метода CRISPR,

чтобы справиться с проблемой
нехватки трансплантатов.

Что мы для этого делаем?

Это одновременно и просто, и сложно.

Мы начали с того, что внесли изменения
в клетку свиньи, чтобы убрать вирус

и сделать клетку безопасной
и совместимой с человеком.

Ядро этой клетки внедряется
в яйцеклетку свиньи

для последующего деления
и развития эмбриона.

Получившийся эмбрион имплантируется
в матку суррогатной матери,

затем из него получается свинья.

По сути, это процесс клонирования.

Полученный в результате
поросёнок содержит в себе органы,

которые, в силу генетического состава,

в идеале не будут отторгаться
иммунной системой человека.

В 2015 году наша группа решила сначала
разобраться с проблемой передачи вируса.

Мы хотели уничтожить все 62 штамма
PERV-вируса в геноме свиньи,

но тогда это было практически невозможно.

Даже используя метод CRISPR,

мы могли произвести не более
одной-двух модификаций в клетке.

Наибольшее количество возможных
модификаций в определённой клетке — пять.

Нам нужно было увеличить
это количество более чем в 10 раз,

чтобы добиться результата.

При точном расчёте и после сотен испытаний

нам удалось полностью уничтожить вирус,

и это стало прорывом.

Важнее то, что наши исследования доказали,

что можно исключить возможность
передачи этого опасного вируса человеку.

В прошлом году с помощью модифицированной
клетки и технологии клонирования

наша компания eGenesis создала Лайку —

первую свинью в своей популяции,
рождённую без PERV-вируса.

(Аплодисменты)

Лайка — первый важный шаг

на пути к безопасной ксенотрансплантации.

На основе этой базы можно производить
дальнейшие генетические изменения,

чтобы решать проблемы
иммунологического характера.

За это время мы создали
более 30 свиней без PERV-вируса,

и они могут быть самыми совершенными
генномодифицированными животными на Земле.

Мы назвали свинью «Лайка»

в честь первой побывавшей
на орбите Земли собаки из СССР.

Мы надеемся, что Лайка и ей подобные

смогут привести нас к новым
горизонтам в науке и медицине.

Представьте, что живёте в мире,

где, чтобы получить новую печень и спасти
пациентов с печёночной недостаточностью,

не нужно ждать, пока появится донор
или пока кто-то умрёт.

Представьте, что живёте в мире,

где диабетикам не нужны инъекции
инсулина после каждого приёма пищи,

потому что мы можем снабдить
их поджелудочную здоровыми клетками,

которые будут самостоятельно
вырабатывать инсулин.

Представьте, что вы живёте в мире,

где пациентам с почечной недостаточностью

не нужно жить на диализе, сложной
процедуре очистки крови от токсинов.

Мы жаждем создать такой мир,

мир, где не существует проблемы
нехватки трансплантатов.

У нас наконец появился
способ решить проблему,

которую никак не могли решить раньше,

и Лайка — лишь начало этого пути.

Но нам также не стоит относиться
к матушке-природе свысока,

ведь нам нужно разобраться
во многих вопросах,

например в вопросах иммунологии,

а также учесть возможность возникновения
проблем, которые нельзя спрогнозировать.

Тем не менее это наша задача —

применить передовые научные
разработки в области медицины,

чтобы спасти жизни всех
пациентов в листе ожидания.

Спасибо за внимание.

(Аплодисменты)

Крис Андерсон: Лухань, вы показали
невероятные результаты работы.

А что будет дальше?

Вот вы избавились от вируса.

Дальнейшая работа состоит в том,

чтобы человеческий организм
не отторгал пересаженные органы.

Как именно можно решить эту проблему?

Лухань Янг: Это довольно сложный процесс.

Нам нужно убрать антиген свиньи.

К тому же мы многое можем
почерпнуть из области онкологии.

Посмотреть, как раковые клетки
поражают или обходят иммунную систему,

и, используя их принцип действия,
применить его относительно органов свиньи,

чтобы «обойти» иммунную систему
и избежать отторжения трансплантата.

КА: Когда, по вашим расчётам,
по вашим представлениям,

будет успешно пересажен
первый трансплантат?

ЛЯ: Было бы неразумно с моей стороны
делать какие-либо прогнозы,

называя точные цифры.

КА: Мы же на конференции TED.
Мы никого не призываем к ответу.

ЛЯ: Мы работаем день и ночь,

чтобы наконец помочь нашим пациентам.

КА: То есть вы нам так и не скажете,

что это может произойти
в ближайшие десять или пять лет?

ЛЯ: Разумеется, мы надеемся,
что это произойдёт в ближайшие десять лет.

(Смех)

КА: Есть много людей, которые очень
обрадуются этой новости,

у ваших исследований
колоссальный потенциал.

Но будут также и те, кто скажет:

«Эта свинка такая милая.

Люди не должны решать свои проблемы
за счёт таких милых зверушек».

Как бы вы им на это ответили?

ЛЯ: Конечно.

Представьте, что одна свинья может
спасти жизнь восьми человек.

Да и, по аналогии с донорством у людей,

если мы будем брать
для пересадки только одну почку,

то свинья всё равно сможет жить.

Так что мы принимаем
во внимание такие проблемы,

однако я считаю, что наша цель —
обеспечить медицинские потребности

пациентов и их семей.

КА: Да и нельзя этим возмущаться,
если вы едите бекон, так ведь?

ЛЯ: Отличное замечание.

(Смех)

КА: Лухань, благодарим вас.
ЛЯ: Большое спасибо.

(Аплодисменты)