Генно-инженерные животные дают новую надежду пациентам с сердечным клапаном

Генно-инженерные животные дают новую надежду пациентам с сердечным клапаном
                Генетически модифицированные мутации у коров могут проложить путь для пациентов, перенесших трансплантацию, в будущем для получения целых органов животных. Предоставлено: Pexels/Kat Jayne, лицензировано по лицензии Pexels.

Ученые клонировали генно-инженерного быка, который, как они надеются, поможет пациентам, перенесшим пересадку сердечного клапана, улучшить качество жизни и помочь людям с аллергией на красное мясо.
                                                                                       

Каждый год около 300 000 человек во всем мире получают новый сердечный клапан. Когда это возможно, врачи используют клапаны из ткани от коров или свиней, потому что синтетические альтернативы могут вызывать сгустки крови.

Но есть загвоздка. Хотя тканевые клапаны животных могут длиться до 30 лет у людей старше 60 лет, они могут быть разрушены всего за пять лет у молодого человека, вероятно, из-за их более агрессивной иммунной системы.

Введите генно-инженерного быка.

Ученые использовали технологию редактирования генов CRISPR для создания двух бычьих мутаций, которые должны уменьшить иммунные реакции людей на ткани животных.

Мутации выбивают два сахара, которые покрывают клетки быка, но не обнаруживаются у людей: α-Gal и Neu5Gc.

«Цель состоит в том, чтобы иметь животных, которые экспрессируют ткани, которые являются менее чуждыми человеческому организму», — сказал доктор Эмануэле Коцци, координатор проекта под названием TRANSLINK, который пытается улучшить долгосрочный успех сердечного клапана. замены.

Теоретически это означает, что иммунная система людей с меньшей вероятностью будет поражать ткани животных, добавил доктор Коззи, директор отделения трансплантации иммунологии в Университетской больнице Падуи в Италии.

Клон

В рамках проекта итальянская компания Avantea создала клетки быка с двумя мутациями и использовала их для клонирования быка с помощью метода, похожего на тот, который давал овцу Долли.

«Мы первыми стали производить мутации для крупного рогатого скота», — сказал профессор Чезаре Галли, соучредитель Avantea.

«Шаг клонирования необходим… чтобы сделать животных-основателей. Тогда они могут нормально размножаться», — сказал профессор Галли.

Avantea создала те же мутации в клетках свиньи, используя технологию под названием эффекторные нуклеазы, подобные активатору транскрипции (TALEN), для редактирования ДНК, до того, как CRISPR был доступен.

«С CRISPR гораздо проще приготовить реагенты, необходимые для внедрения системы», — сказал профессор Галли.

Это делает CRISPR дешевле, потому что реагенты можно готовить самостоятельно. Однако, по крайней мере в теории, это менее точно, добавил он. Будучи менее точным в распознавании последовательности резки, существует риск нежелательных сокращений — это риск, который еще предстоит определить количественно. «

Качество жизни

Около 100 000 человек в год получают искусственные клапаны сердца, потому что они слишком молоды, чтобы получать версию из тканей животных.

Но эти клапаны могут привести к образованию опасных кровяных сгустков, поэтому пациентам приходится жить с антикоагулянтами, которые накладывают «серьезные ограничения» на жизнь молодого человека, говорит доктор Коззи.

Люди должны избегать спортивных состязаний и работ с высоким риском получения травм, таких как строительство или работа полиции.

«Если во время дежурства произойдет несчастный случай (они) могут истечь кровью, — сказал доктор Коззи.

Хотя предварительные данные свидетельствуют о том, что иммунная система людей атакует трансплантаты клапанов в ответ на использованную ткань животных, ученым необходимо более веское доказательство этого, прежде чем они смогут порекомендовать использовать генно-инженерную ткань животных, говорит доктор Коззи.

Другие факторы, включая чье-то кровяное давление, пока нельзя исключать, так как они влияют на срок службы клапана, говорит он.

Чтобы понять больше, TRANSLINK проводит исследование 1600 пациентов с сердечной недостаточностью — крупнейшего в своем роде — чтобы сравнить их иммунные реакции на трансплантацию клапана животного или синтетического клапана или другие виды операций. Результаты ожидаются в следующем году.

Если исследование «убедительно показывает», что иммунология стоит за преждевременной недостаточностью сердечных клапанов животного происхождения, не должно быть слишком сложно найти потенциальных инвесторов, которые могли бы вывести генно-инженерные тканевые клапаны на рынок, говорит д-р Коззи.

«Я надеюсь, что, основываясь на данных нашего исследования, мы можем изменить взгляд молодых пациентов… (и предложить им) лучшее качество жизни».

Мутации как у свиней, так и у коров могут проложить путь людям к пересадке целых органов животных, говорит доктор Коззи.

Аллергия на красное мясо

Клонированные животные могут также принести пользу людям, страдающим аллергией на красное мясо — реакция, которая иногда развивается после укуса клещом.

Ученые считают, что основным виновником является сахар α-Гал, обнаруженный у всех животных, кроме приматов.

Все, от стейка до коллагена, используемого в косметике, может вызвать реакцию, которая может варьироваться от кожной сыпи до анафилактического шока.

«Животные, которых мы произвели, могут иметь потенциальное применение для потребления пищи, по крайней мере, для людей, которые не переносят красное мясо», — сказал профессор Галли.

Некоторые ученые в США также изучают возможные связи между сахаром Neu5Gc и раком. Всемирная организация здравоохранения классифицирует красное мясо как, вероятно, канцерогенное для человека, хотя существует ограниченное количество фактических данных.

Миллионы лет назад люди развили мутацию, которая остановила производство Neu5Gc, и вместо этого произвели немного другой сахар под названием Neu5Ac. Мутация сделала людей устойчивыми к малярии и быстро распространилась среди населения.

Свиньи, овцы, коровы и большинство других млекопитающих — за исключением оленей и некоторых собак — вырабатывают форму Gc, которая является «высокоантигенной» для людей, говорит профессор Галли, что означает сильный иммунный ответ.

Цыпленок и рыба этого не делают, что является одной из причин, по которой они считаются более здоровыми.

Клонированные коровы могли бы стать полезным источником молока для детского питания, так как оно было бы ближе к грудному молоку, потому что не содержит антигена, говорит профессор Галли.

Avantea также планирует использовать CRISPR для создания лошадей с такими же мутациями, что и у коров и свиней. Конская сыворотка используется для противоядия от укусов змей, но у некоторых людей она может вызывать побочные реакции. По его словам, нокаутирование α-Gal и Neu5Gc может предотвратить это.

Потенциал клонированных свиней, коров и лошадей в улучшении здоровья людей огромен. Но в настоящее время, по словам ученых, многое из этого все еще является теорией.

«У нас сейчас есть инструменты, но еще предстоит проделать работу, чтобы доказать, есть ли преимущество или нет», — сказал профессор Галли.

Похожие новости

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *