Η ζήτηση για μεταμόσχευση οργάνων που σώζει ζωές είναι στο υψηλό όλων των εποχών. Το 2021, πραγματοποιήθηκαν πάνω από 41.000 μεταμοσχεύσεις οργάνων στις ΗΠΑ, με κορυφαίους αριθμούς για μεταμοσχεύσεις νεφρού, ήπατος και καρδιάς. Ωστόσο, η περιορισμένη προσφορά οργάνων από δότες παραμένει ένα διαρκές πρόβλημα. Για παράδειγμα, πάνω από 4.400 Καναδοί βρίσκονται στη λίστα αναμονής για σωτήρια μεταμόσχευση ενός νέου νεφρού, ήπατος ή πνεύμονα, αλλά το 2019, 250 άτομα πέθαναν περιμένοντας. Στις Ηνωμένες Πολιτείες και σε άλλες χώρες, το χάσμα μεταξύ ζήτησης και προσφοράς είναι πιο ακραίο. Αυτήν τη στιγμή, πάνω από 100.000 άτομα βρίσκονται στη λίστα αναμονής για μεταμόσχευση στις ΗΠΑ και πολλά άλλα άτομα δεν μπορούν να μπουν στη λίστα λόγω αυστηρών απαιτήσεων καταλληλότητας. Οι χειρουργοί μεταμοσχεύσεων βλέπουν από πρώτο χέρι την τραγωδία της έλλειψης οργάνων. Αλλά βλέπουν επίσης τη δυνατότητα μιας πιθανής λύσης σε αυτό το πρόβλημα: την ξενομεταμόσχευση, δηλαδή τις μεταμοσχεύσεις από ζώο σε άνθρωπο.
Τον Σεπτέμβριο 2021, οι γιατροί μεταμόσχευσαν επιτυχώς δύο νεφρούς χοίρου γενετικά τροποποιημένους σε έναν εγκεφαλικά νεκρό ασθενή. Και τον Ιανουάριο 2022, πραγματοποίησαν την πρώτη μεταμόσχευση καρδιάς από χοίρο σε άνθρωπο -σε ζωντανό ασθενή αυτή τη φορά. Η είδηση για τον θάνατο του ασθενούς δύο μήνες μετά τη διαδικασία ήταν απογοητευτική, αλλά οι γιατροί παραμένουν αισιόδοξοι για τις ξενομεταμοσχεύσεις. Αν και χρειάζεται ακόμη πολλή δουλειά, αυτές οι επιτυχίες δείχνουν πόσο μακριά έχει φτάσει η επιστήμη στις μεταμοσχεύσεις από ζώο σε άνθρωπο, μια βιώσιμη δυνατότητα θεραπείας.
Ενώ οι μεταμοσχεύσεις από ζώο σε άνθρωπο έχουν προσελκύσει μεγάλη προσοχή μόνο πρόσφατα, έχουν γίνει πολλές προσπάθειες μεταμόσχευσης ζωικών κυττάρων, ιστών και οργάνων σε ανθρώπους τα τελευταία 60 χρόνια, με διάφορους βαθμούς επιτυχίας. Στη δεκαετία του 1960, η μεταμόσχευση νεφρού δεν εφαρμοζόταν ευρέως λόγω έλλειψης οργάνων δότη. Ηθικές και νομικές ανησυχίες κατέστησαν δύσκολη την απόκτηση ζωντανών δωρητών και τα όργανα που συλλέχθηκαν από νεκρούς δότες δεν είχαν μεγάλη επιτυχία. Έτσι, ένας χειρουργός ονόματι Keith Reemtsma πραγματοποίησε μια σειρά από 12 μεταμοσχεύσεις νεφρού χρησιμοποιώντας χιμπατζήδες ως δότες. Ενώ οι περισσότεροι ασθενείς επέζησαν μόνο για λίγες εβδομάδες, ένας επέζησε για εννέα μήνες. Η μόλυνση ήταν το κύριο πρόβλημα στους μισούς ασθενείς, ενώ στους άλλους μισούς εμφανίστηκε μια μη αναστρέψιμη απόρριψη οργάνου. Ο Τόμας Σταρτζλ (Thomas Starzl) ήταν ένας διάσημος χειρουργός που επιχείρησε μεταμοσχεύσεις οργάνων από ζώο σε άνθρωπο. Έκανε μια παρόμοια σειρά μεταμοσχεύσεων νεφρού περίπου την ίδια εποχή με τον Reemtsma χρησιμοποιώντας μπαμπουίνους ως δότες, με τα όργανα να επιβιώνουν έως και δύο μήνες. Είναι περισσότερο γνωστός για τις μεταμοσχεύσεις του ήπατος, με τρεις απόπειρες που χρησιμοποίησαν συκώτι χιμπατζή από το 1966 έως το 1974 και διήρκεσαν από 24 ώρες έως λιγότερο από 14 ημέρες. Στις αρχές της δεκαετίας του 1990, οι δύο μεταμοσχεύσεις του ήπατος με μπαμπουίνο διήρκεσαν 26 και 70 ημέρες. Ενώ ένα από τα συκώτια μπαμπουίνων λειτουργούσε καλά, ο ασθενής τελικά πέθανε από συντριπτική μόλυνση.
Η Baby Fae ήταν η πρώτη επιτυχημένη ξενομομόσχευση σε βρέφη, η οποία επιβίωσε για 20 ημέρες με καρδιά μπαμπουίνου.
Οι γιατροί έχουν κάνει επίσης προσπάθειες να μεταμοσχεύσουν καρδιές ζώων που προηγήθηκαν της μεταμόσχευσης καρδιάς από άνθρωπο σε άνθρωπο. Το 1964, μια καρδιά χιμπατζή που μεταμοσχεύτηκε από τον James Hardy επέζησε μόνο για λίγες ώρες. Η προσπάθεια του Len Bailey το 1983 να μεταμοσχεύσει μια καρδιά μπαμπουίνου σε ένα βρέφος γνωστό ως Baby Fae παρέτεινε τη ζωή της για 20 ημέρες, ρεκόρ εκείνη την εποχή.
Αν και αυτά τα πρώιμα αποτελέσματα μπορεί να φαίνονται φτωχά με την πρώτη ματιά, ορισμένες από αυτές τις μεταμοσχεύσεις διήρκεσαν στην πραγματικότητα περισσότερο από πολλές πρώιμες μεταμοσχεύσεις νεφρού από άνθρωπο σε άνθρωπο. Ο πρώτος ασθενής που έλαβε δωρεά νεφρού διήρκεσε μόνο τέσσερις ημέρες το 1933, και μεταγενέστερες προσπάθειες στη δεκαετία του 1940 και του 1950 απέδωσαν παρόμοια αποτελέσματα. Τα ανοσοκατασταλτικά φάρμακα που εμποδίζουν το ανοσοποιητικό σύστημα να επιτεθεί σε όργανα δωρητών δεν ήταν επίσης διαθέσιμα την εποχή αυτών των πρώιμων προσπαθειών ξενομεταμόσχευσης. Η μεταμόσχευση οργάνων σε όλα τα είδη αντιμετωπίζει μια σειρά από εμπόδια. Μεταξύ των πιο προβληματικών είναι οι διαφορές στην ανοσία, η φλεγμονή και η πήξη του αίματος που βλάπτουν τόσο τα μεταμοσχευμένα όργανα όσο και το σώμα του ξενιστή.
Η ομοιότητα των μη ανθρώπινων πρωτευόντων, όπως οι χιμπατζήδες και οι μπαμπουίνοι, με τους ανθρώπους, τόσο στην ανατομία όσο και στο ανοσοποιητικό τους σύστημα, τους έκανε ελκυστικούς δότες για πρώιμες μεταμοσχεύσεις. Αλλά οι έντονες ομοιότητες τους με τους ανθρώπους προκάλεσαν επίσης ηθικές ανησυχίες που απέτρεψαν ορισμένους γιατρούς όπως ο Σταρτζλ να τους χρησιμοποιήσουν ως δότες. Από την άλλη πλευρά, οι χοίροι προσφέρουν μια δυνητικά καλύτερη πηγή οργάνων δωρητών. Σε σύγκριση με τα μη ανθρώπινα πρωτεύοντα, οι χοίροι ωριμάζουν πολύ πιο γρήγορα και παράγουν περισσότερους απογόνους. Είναι επίσης μια κοινή πηγή τροφής για τους ανθρώπους και οι ιστοί τους χρησιμοποιούνται ήδη για προσθετικές καρδιακές βαλβίδες και άλλες ιατρικές θεραπείες.
Το περασμένο καλοκαίρι, οι χειρούργοι της Ιατρικής Σχολής του Μέριλαντ ανέφεραν την επιβίωση 31 ημερών ενός μπαμπουίνου αφού έλαβε έναν πνεύμονα από ένα γενετικά τροποποιημένο γουρούνι. Εβδομάδες αργότερα, μια ομάδα στο Πανεπιστήμιο της Νέας Υόρκης μεταμόσχευσε ένα νεφρό από ένα γενετικά τροποποιημένο γουρούνι σε ένα εγκεφαλικά νεκρό άτομο. Τον Δεκέμβριο του 2021, χειρουργοί στο Maryland School of Medicine μεταμόσχευσαν μια γενετικά τροποποιημένη καρδιά χοίρου σε έναν 57χρονο άνδρα.
Ενώ στο παρελθόν έχουν επιχειρηθεί και μεταμοσχεύσεις από χοίρο σε άνθρωπο, 80 εκατομμύρια χρόνια εξέλιξης στάθηκαν εμπόδιο. Οι χοίροι έχουν μόρια στις επιφάνειες των κυττάρων τους που δεν έχουν οι άνθρωποι. Εάν αυτά τα μόρια εισαχθούν στο σώμα ενός ανθρώπου, το ανοσοποιητικό του σύστημα θα τα καταγράψει ως ξένα και θα προκαλέσει επίθεση. Αυτή η διαδικασία, που ονομάζεται υπεροξεία απόρριψη (hyperacute rejection), είναι ένας βασικός λόγος που πολλά μεταμοσχευμένα όργανα ζώων αποτυγχάνουν.
Μια σειρά από προόδους που μειώνουν αυτές τις ασυμβατότητες έχουν βοηθήσει να ξεπεραστεί το πρόβλημα της υπεροξείας απόρριψης. Γουρούνια που έχουν κατασκευαστεί με γενετική μηχανική χωρίς τα γονίδια που παράγουν τα ξένα μόρια που προκαλούν απόρριψη και με επιπλέον ανθρώπινα γονίδια που βοηθούν το σώμα του λήπτη να αποδεχτεί το νέο όργανο είναι μια βασική βελτίωση. Η καρδιά χοίρου που μεταμοσχεύθηκε πέρυσι ήταν γενετικά τροποποιημένη, όπως και οι νεφροί χοίρου από τα τέλη του 2021. Έχουν επίσης σημειωθεί βελτιώσεις σε φάρμακα που καταστέλλουν το ανοσοποιητικό σύστημα του λήπτη, επομένως είναι λιγότερο πιθανό να γίνει επίθεση στο όργανο.
Οι πρόσφατες επιτυχίες με γενετικά τροποποιημένες μεταμοσχεύσεις χοίρων καθιστούν σαφές ότι η ξενομεταμόσχευση δεν είναι πλέον ένα όνειρο από ένα μακρινό μέλλον, αλλά κάτι που γίνεται όλο και πιο εφικτό από τη σύγχρονη ιατρική. Όμως πολλά ερωτήματα παραμένουν ακόμα. Ποιος είναι ο καλύτερος τρόπος καταστολής του ανοσοποιητικού συστήματος ενός λήπτη, ώστε το μεταμοσχευμένο όργανο να επιβιώσει και ο κίνδυνος μόλυνσης να παραμένει χαμηλός; Μπορούν τα ζωικά όργανα να προσαρμοστούν σε άτομα για να ελαχιστοποιηθεί η απόρριψη; Πώς μπορούν να διατηρηθούν και να διανεμηθούν καλύτερα τα όργανα των ζώων; Η απάντηση σε αυτές και σε πολλές άλλες ερωτήσεις θα είναι το κλειδί για την συνειδητοποίηση των θεραπευτικών δυνατοτήτων της ξενομεταμόσχευσης και τη βοήθεια των εκατοντάδων χιλιάδων ανθρώπων που περιμένουν ένα όργανο.
Πρόβλημα για την ξενομεταμόσχευση οι λοιμώξεις
Υπάρχει όμως κάτι που καθιστά δυνατή την πρόοδο, μια μέθοδος επεξεργασίας γονιδίων (γνωστή ως CRISPR-Cas9) που απαλλάσσει από ιούς κατά τη μεταμόσχευση. Το CRISPR είναι ένα “μοριακό ψαλίδι” που επιτρέπει τα μόρια στην επιφάνεια των κυττάρων ενός χοίρου να τροποποιηθούν, έτσι ώστε το ανθρώπινο ανοσοποιητικό σύστημα να μην προκαλεί την απόρριψη ιστού. Για να αποτραπεί η μόλυνση των ληπτών μοσχευμάτων με ρετροϊούς χοίρου (ιοί που μπορούν να ενσωματώσουν το γενετικό τους υλικό στα κύτταρα του ξενιστή), οι ρετροϊοί που κρύβονται στο γονιδίωμα του χοίρου μπορούν να αφαιρεθούν με επεξεργασία CRISPR. Έτσι ο κίνδυνος μεταφοράς μιας ασθένειας απευθείας από έναν γενετικά τροποποιημένο χοίρο δότη στον άνθρωπο είναι αμελητέος.
Στα τέλη του 2021, ο 57χρονος David Bennett ήταν κατάκοιτος και σε υποστήριξη ζωής με μη αναστρέψιμη καρδιακή ανεπάρκεια. Δεν ήταν κατάλληλος για μεταμόσχευση ανθρώπινης καρδιάς ή εμφυτευμένη μηχανική αντλία καρδιάς λόγω της υποκείμενης κατάστασης της υγείας του. Ο βέβαιος θάνατος ήταν στον ορίζοντα και αυτή η μοιραία πρόγνωση έκανε τον Bennett υποψήφιο για μια εξαιρετικά πειραματική και απόπειρα χειρουργικής επέμβασης που περιελάμβανε τη μεταμόσχευση καρδιάς από ένα γενετικά τροποποιημένο γουρούνι. Η μεταμόσχευση καρδιάς από χοίρο σε άνθρωπο -ή ξενομομόσχευμα- εγκρίθηκε από την Υπηρεσία Τροφίμων και Φαρμάκων των ΗΠΑ για λόγους συμπόνιας την Παραμονή της Πρωτοχρονιάς του 2021 και η επέμβαση πραγματοποιήθηκε στις 7 Ιανουαρίου 2022.
Οι αρχικές αναφορές μετά την πειραματική χειρουργική επέμβαση έδειξαν ότι η γενετικά τροποποιημένη, συμβατή με τον άνθρωπο καρδιά χοίρου λειτουργούσε καλά και ότι η μόλυνση δεν ήταν πρόβλημα. Όμως ο Bennett πέθανε στις 8 Μαρτίου. Αρχικά δεν είχε εντοπιστεί «καμία προφανής αιτία» θανάτου αλλά μετά αναφέρθηκε ότι η καρδιά του χοίρου είχε μολυνθεί με έναν ιό που ονομάζεται κυτταρομεγαλοϊός χοίρου και ότι αυτός ο ιός μπορεί να συνέβαλε στο θάνατό του. Αν και η αιτία θανάτου παραμένει ασαφής, η λοίμωξη έχει εμπλακεί σε προηγούμενες αποτυχίες ξενομομόσχευσης που αφορούσαν μπαμπουίνους ως λήπτες.
Τα μεταμοσχευμένα όργανα χοίρου θα μπορούσαν να μολυνθούν μετά τη μεταμόσχευση από κάποιο μικροοργανισμό που προσβάλει τους χοίρους. Τα ζωονοσογόνα βακτήρια και οι ιοί εισέρχονται στους ξενιστές πιο εύκολα μέσω των ευαίσθητων επιφανειών της αναπνευστικής οδού, όπως συμβαίνει στην περίπτωση της COVID-19. Ζωντανά κύτταρα χοίρου σε μεταμοσχευμένο πνεύμονα θα μπορούσαν να μολυνθούν από έναν εισπνεόμενο ιό χοίρου, συμπεριλαμβανομένου ενός νέου ιού από ένα άγριο ζώο ξενιστή που έχει εξελιχθεί για να μολύνει χοίρους. Αφού εισέλθει στο ανθρώπινο σώμα, ένας αναπαραγόμενος ζωονοσογόνος ιός θα μπορούσε να δημιουργήσει εκατομμύρια μεταλλάξεις την ημέρα, επειδή ο μηχανισμός για την αντιγραφή γονιδίων είναι επιρρεπής σε σφάλματα. Ένας ιός χοίρου που αναπαράγεται σε πνεύμονα που έχει μεταμοσχευθεί σε άνθρωπο θα μπορούσε να παράγει παραλλαγές που να είναι ικανές να αναγνωρίζουν και να μολύνουν ανθρώπινα κύτταρα. Αν και μπορεί να είναι ένα σπάνιο συμβάν, δεν είναι αδύνατο αυτό να πυροδοτήσει μια νέα ζωονοσογόνο πανδημία. Το παραπάνω σενάριο θα μπορούσε να προκαλέσει κίνδυνο και φόβο από μια περίπλοκη νέα ιατρική τεχνολογία.
Τρεις στις τέσσερις νέες ασθένειες είναι ζωονοσογόνες, που σημαίνει ότι προήλθαν κάποια στιγμή από τα ζώα. Για παράδειγμα, ένας μεταλλαγμένος ιός της γρίπης των πτηνών μπορεί να μεταπηδήσει από άγρια πτηνά σε οικόσιτα πουλερικά ελεύθερης βοσκής και στη συνέχεια σε ανθρώπους που έρχονται σε επαφή με πουλερικά. Παρόμοιες οδοί έχουν οδηγήσει σε μόλυνση από τα παθογόνα που προκαλούν Έμπολα, Ζίκα, HIV, νόσο του Lyme και πιθανότατα COVID-19. Ορισμένοι φοβούνται ότι οι εξελίξεις στην τεχνολογία μεταμόσχευσης οργάνων μπορεί να δημιουργούν ένα μονοπάτι για νέες ζωονοσογόνους νόσους.
