Як створити світ, де ніхто не помирає в очікуванні на пересадку органа

Протягом півстоліття науковці намагались розробити спосіб трансплантації органів тварин людині, що міг би допомогти сотням тисяч пацієнтів, які потребують життєво необхідних органів. Але завжди переважали ризики, пов'язані з передачею PERV-вірусу людині, що гальмувало дослідження до сьогодні. В цьому дивовижному виступі генетик Лухан Янг розповідає про науковий прорив: за допомогою CRISPR, технології редагування генів, вона з колегами вивели вид свиней, що не є носіями вірусу. Це відкриває можливість безпечного розвитку людських трансплантатів в цих тваринах. Дізнайтесь більше про передові наукові досягнення та способи їхнього застосування для вирішення кризи нестачі органів.

Привіт усім!

Я б хотіла познайомити вас з Лайкою.

Для більшості з нас Лайка —
всього лише вельми мила свинка.

Проте, для сотні тисяч пацієнтів,
які потребують життєво необхідних органів,

Лайка є символом надії.

Справа у тому, що починаючи
ще з 70-х років,

коли пацієнтам з нирковою недостатністю
та іншимим захворюваннями

почали робити трансплантацію органів,

їх постачання стало проблемою.

За останні кілька десятиліть
проблема лише погіршилась,

адже попит на органи зріс
в геометричній прогресії.

На даний момент у США

близько 115,000 пацієнтів

потребують життєво необхідної
трансплантації органів.

До завершення мого виступу

ще один пацієнт
поповнить цей список.

Приблизно 100 людей сьогодні
отримають новий орган,

шанс розпочати життя знов,

проте, вже до кінця дня

20 інших помруть
в очікуванні на пересадку.

Ситуація є гнітючою

дня пацієнтів, для їхніх сімей

і для лікарів, які хочуть
зробити для них більше.

У деяких частинах світу

ситуація викликає
занепокоєння в соціумі.

В Азії, наприклад,

ЗМІ повідомляють,
що зневірені пацієнти

знаходять органи
на жахливих чорних ринках.

Очевидно, що вирішення
цієї кризи — нагальне.

Людські життя знаходяться під загрозою.

Я, як біолог та генетик,

вирішення цієї проблеми
зробила своєю місією.

Сьогодні я з оптимізмом стверджую,
що ми на правильному шляху

завдяки Лайці.

Використовуючи технологію
редагування гена,

тепер можливо створити
трансплантабельний для людини орган,

що можна безпечно виростити
всередині тіла свині.

Перед тим, як я розповім про неймовірну
науку, що дозволяє втілити це в життя,

давайте більше дізнаємося про те,
що ж таке ксенотрансплантація.

Це процес пересадки
тваринних органів людині.

У вас назріває питання:
чому саме органи свиней?

Тому що деякі види свиней мають органи,

схожі за розміром та фізіологією
до людських.

За останні півстоліття

перші трансплантологи
доклали багато зусиль

для проведення таких операцій,

але вони не увінчались успіхом.

Чому так?

На шляху стояли дві основні перешкоди.

Перша — проблема відторгнення.

Коли наша імунна система
сприймає новий орган як чужорідний,

вона відторгує його.

Друга проблема,
що є притаманною органам свиней,

— це те, що кожна свиня є носієм
нешкідливого для неї віруса,

який може передатися людині.

Він має назву свинячий ендогенний
ретровірус (PERV)

і може викликати вірусну
епідемію, подібну до ВІЛ.

Без ефективного способу
вирішення цих проблем

ксенотрансплантація не проводиться
вже більше десятиліття.

До цих пір досягли
лише незначного прогресу.

Дозвольте поділитися історією того,
як я опинилася тут завдяки Лайці.

Початок моєї подорожі —
гора Емейшань, що в Китаї.

Це місце добре відоме завдяки
багатьом легендарним сюжетам,

як, наприклад,
"Тигр підкрадається, дракон ховається".

Це місце я називаю своїм домом.

Зростаючи в горах,

я завжди мала
тісний зв'язок з природою.

Це я у семирічному віці

стою перед стародавнім
буддійським храмом

з мавпеням на плечі.

Я досі чітко пам'ятаю,

як ми з друзями розсипали навколо арахіс,

аби відволікти мавпенят і перейти долину.

Я люблю природу.

Коли настав час
обирати спеціальність,

я обрала вивчення біології
у Пекінському університеті.

Однак, чим більше я дізнавалася,

тим більше у мене з'являлося питань.

Як склалось, що наша генетична структура
так схожа до тваринної,

а виглядаємо ми зовсім інакше?

Як склалось, що наша імунна система

здатна боротися зі стількома
хвороботворними організмами,

але в той же час достатньо
розумна і не атакує саму себе?

Такі запитання непокоїли мене.

Знаю, що це звучить занудно,
але ви ж розумієте, я — науковець.

Після завершення коледжу я вирішила,
що не хочу просто ставити питання.

Я хотіла знаходити на них відповіді,
що я й зробила.

У 2008 році мені пощастило

вступити в аспірантуру
Гарвардського університету

і працювати з доктором
Джорджем Черчем.

Під час роботи
в лабораторії Черча

я почала досліджувати генетичну структуру
ссавців та проводити експерименти.

Поміж усіх експериментів

один конкретний наблизив мене до Лайки.

У 2013 році я та мої колеги
редагували клітину людини,

використовуючи, напевно,
відому вам систему,

що має назву CRISPR.

Ми були однією з перших двох груп,

які повідомили про успішне використання
цієї системи під час зміни нашої ДНК.

Це був захоплюючий момент
наукового відкриття.

Генно-модифікуюча система CRISPR
має два компоненти.

Перший — це ножиці
під назвою фермент CRISPR

і дещо під назвою РНК-гід.

Уявіть це собі, як генетичні
ножиці з мікроскопом.

Мікроскоп — це РНК-гід,

котра показує ножицям місце,
що треба вирізати,

і каже: "Ось тут",

а фермент CRISPR вирізає
і лагодить ДНК за нашою задумкою.

Незабаром після оголошення
нашого дослідження

лікарі Массачусетської загальної лікарні
зацікавились медичним застосуванням

нашого дослідження.

Вони зв'язалися з нами

і разом ми почали усвідомлювати
потенціал використання CRISPR

для вирішення кризи нестачі органів.

Як ми це робимо?

Це просто, але все-таки дуже заплутано.

Ми розпочали зі змін
в клітині свині,

аби зробити її безвірусною
і сумісною з імунною системою людини.

Ядро цієї клітини імплантується
в яйцеклітину свині

і розвивається до стадії ембріона.

Отриманий ембріон потім поміщають
в матку сурогатної матері,

де він продовжує свій розвиток.

По суті, це процес клонування.

Тоді порося має органи,
генетична структура яких

не має бути відторгнута
імунною системою людини.

У 2015 році наша команда вирішила
спершу подолати проблему передачі вірусу.

Ми хотіли усунути
всі 62 копії PERV-вірусу

з геному свині,

але в той час це було майже неможливо.

Навіть з допомогою CRISPR,

ми могли робити лише одну-дві
модифікації в клітині.

Рекордна кількість допустимих модифікацій
в одній клітині становила 5.

Аби досягти результату, ми мусили збільшити
пропускну здатність більше, ніж вдесятеро.

Розробивши ретельний план
та зробивши сотні спроб,

ми успішно видалили весь вірус

та побили рекорд.

Більш того, наші дослідження показали,

що ми можемо усунути
можливість передачі людині

цього небезпечного вірусу.

Минулого року завдяки модифікованій
клітині та технології клонування

наш стартап, eGenesis, створив Лайку,

першу свиню, народжену без PERV-вірусу.

(Оплески)

Лайка уособлює перший вирішальний крок

у становленні безпечної
ксенотрансплантації.

Це також платформа,

на якій ми продовжуватимемо
генетичну модифікацію

для вирішення проблеми імунології.

Відтоді ми вивели більше
30 свиней без PERV-вірусу,

які, можливо, є найпрогресивнішими

генетично модифікованими
тваринами на землі.

Ми назвали Лайку
на честь радянської собаки,

яка була першою твариною,
виведеною на навколоземну орбіту.

Ми сподіваємось, що Лайка
та її брати та сестри

зможуть вивести нас на новий рубіж
в науці та медицині.

Уявіть світ, де пацієнтів, які мають
печінкову недостатність,

можуть врятувати завдяки
пересадці нового органа

без очікування на донорство

чи на смерть іншої людини.

Уявіть світ, де люди з діабетом

не потребують інсулінових ін'єкцій
після кожного прийому їжі,

тому що ми можемо забезпечити їх
здоровими клітинами підшлункової,

які можуть виробляти інсулін самостійно.

І уявіть собі світ, де пацієнтам
з нирковою недостатністю

не доводиться проходити таку
обтяжливу процедуру діалізу.

Ми прагнемо створити такий світ,

світ без нестачі органів.

Ми нарешті маємо засіб
для вирішення проблеми,

який не могли знайти раніше,

і Лайка — це лише
початок нашого шляху.

Ми маємо бути дуже
покірними перед природою,

адже є ще багато проблем,
що потребують вирішення,

серед яких імунологічні

та такі, що ми навіть не можемо
передбачити на цьому етапі.

Однак, нашим обов'язком

є застосування передових
наукових досягнень у медицині,

аби врятувати життя
усіх пацієнтів у списках очікування.

Дуже дякую.

(Оплески)

Кріс Андерсон: Лухан,
це ж надзвичайна робота.

Виходьте вперед.

Що ж, які подальші кроки?
Ви позбулись вірусу.

Наступні кроки зосереджені на спробах
досягнення головного,

а саме того, аби організм
не відторгнув трансплантат.

Які складові має вирішення цієї проблеми?

Лухан Янг: Це дуже складний процес.

Нам потрібно вилучити антиген свиней.

Тут ми можемо багато
навчитись від раку.

Йому вдається перехитрити нашу імунну
систему та проникнути в неї,

і цей трюк можна застосувати

на органі свині,

щоб перехитрити нашу імунну систему,
і вона не атакувала орган.

К.А.: Відповідно до ваших
оцінок та сподівань,

коли відбудеться перша
успішна трансплантація?

Л.Я.: Було б безвідповідально, як на мене,
вказувати будь-яку дату.

К.А.: Ми на TED.
Ми завжди безвідповідальні.

Л.Я.: Але ми працюємо день і ніч,

намагаючись зробити
це реальністю для пацієнтів.

К.А.: Ви навіть не можете сказати,

чи трапиться це в межах 10 чи 5 років?

Л.Я.: Напевно, ми гадаємо,
що це трапиться протягом десятиліття.

(Сміх)

К.А.: Тут багато людей,
які були б в захваті від цього,

потенціал є надзвичайним.

Але тут є й інші люди,
котрі думатимуть:

"Свинка занадто мила.

Люди не повинні експлуатувати
настільки миле створіння заради зиску".

Чи маєте ви на це відповідь?

Л.Я.: Так, звісно.

Уявіть, одна свинка
може врятувати 8 людських життів.

До того ж, аналогічно
до людського донорства,

після вилучення нирки
від однієї свині,

вона зможе жити далі,

тож ми дуже уважні до цих питань,

але я вважаю, що наша ціль —
вирішити гостру медичну необхідність

пацієнтів та їх сімей.

К.А.: До того ж, вам не можуть дорікнути
фанати бекону, правда?

Л.Я.: Непогано сказано.

(Сміх)

К.А.: Лухан, дуже вам дякую.
Л.Я.: Дуже дякую.

(Оплески)