Поврежденные легкие человека оживили, соединив их со свиньей

Пожертвованные легкие, которые были слишком повреждены, чтобы использовать их для трансплантации, были восстановлены после подключения к кровоснабжению живой свиньи. Техника потенциально может утроить количество легких, доступных для трансплантации.

Как только кто-то умирает, его легкие начинают быстро ухудшаться. Если человек решил пожертвовать свои легкие, их нужно пересаживать как можно скорее, ибо легкие считаются одними из самых сложных органов для сохранения.

Большинство пожертвованных легких находятся вне тела в течение нескольких часов. Но даже в этом случаи большинство из них настолько испорчены, что их нельзя безопасно использовать для трансплантации. По данным Американской ассоциации легких, только около 28 процентов донорских легких соответствуют критериям трансплантации в США.

Врачи могут пытаться «восстановить» поврежденные легкие, используя устройства ex vivo для перфузии легких (EVLP),  которые прокачивают насыщенный кислородом воздух и жидкость через легкие, но даже тогда многие терпят неудачу, говорит Гордана Вуньяк-Новакович из Колумбийского университета в Нью-Йорке.

Вуньяк-Новакович и ее коллеги интересовались, могут ли легкие работать лучше, если они связаны с живым телом, с другими рабочими органами, способными доставлять питательные вещества и удалять вредные вещества.

Чтобы выяснить это, команда получила легкие, которые были забракованы для трансплантации от шести доноров, как отдельных, так и пар. Команда подключила каждое легкое к системе кровообращения анестезированной свиньи. Кровеносные сосуды легкого человека питалсиь от сосудов, которые находятся в шее свиньи, их подключали с помощью трубок. В то же время легкие прокачивались воздухом с помощью вентилятора. Иммунодепрессанты, которые предотвращают отторжение «чужеродных» тканей иммунной системой, были добавлены в систему кровообращения, проникая как в свинью, так и в легкие человека. Исследование было опубликовано вчера в журнале Nature Medicine.

Абстракция исследования

Предыдущее исследование Вуньяк-Новакович показало, что процедура, по-видимому, не вызывает каких-либо длительных последствий у свиней. В одном из предыдущих экспериментов свиньи могли передвигаться, играть с игрушками и кормиться, будучи подключенными к устройству, используемому для поддержки легких, взятых у других свиней.

До лечения во всех легких было много белых областей, что указывало на то, что ткани умирали. Но после 24 часов соединения со свиньями легкие выглядят трансформированными. Вуньяк-Новакович и ее коллеги провели ряд тестов на легких и обнаружили, что клетки, структура тканей и способность доставлять кислород значительно улучшились.

Даже легкое, которое находилось вне тела в течение почти двух дней, похоже, восстановилось.

«Они не на 100 процентов нормальны, но они достаточно близки к этому», – говорит Вуньяк-Новакович. 

Теоретически, легкие выглядели достаточно здоровыми, чтобы считаться приемлемыми для трансплантации, но она хочет повторить эксперимент с большим количеством легких, прежде чем имплантировать такие легкие людям.

Донорские легкие спустя ноль, двенадцать и двадцать четыре часа после подключения к кровеносной системе свиньи.
Донорские легкие спустя ноль, двенадцать и двадцать четыре часа после подключения к кровеносной системе свиньи.
Nature Medicine, 2020

Вуньяк-Новакович также планирует использовать свиней медицинского класса, которые не будут содержать потенциально вредных патогенов, которые могут передаваться людям. Однако это не обязательно означает, что легкие будут полностью свободны от клеток свиньи. Было обнаружено, что легкие в текущем исследовании содержат лейкоциты от свиней – клетки, которые могут вызвать иммунную реакцию у реципиентов.

В конце концов, Вуньяк-Новакович надеется, что потенциальный реципиент легких сможет использовать свое собственное кровоснабжение для восстановления донорских легких, которые они получат.

Маловероятно, что этот подход спасет наиболее тяжело поврежденные легкие, но «если вы сможете спасти два из четырех забракованных, вы сможете увеличить количество легких, доступных пациентам, в три раза», – говорит она.

DOI: 10.1038/s41591-020-0971-8