Дело сердца. 11 ключевых операций в истории кардиохирургии

К сожалению, эта задача оказалась куда сложнее, чем можно было себе представить. Главной проблемой оказалось так называемое сверхострое отторжение. В 1960-х британский хирург Рой Кальн приступил к серии опытов на животных, в ходе которых трансплантировал собакам овечьи почки. Органы умирали в считаные минуты, «на глазах становясь темно-красными, коричневыми, фиолетовыми, а затем черными». Иммунная система быстро распознает клетки другой особи как чужеродные и начинает их атаковать — а если ткань и вовсе принадлежит представителю другого вида, то реакция организма становится еще более агрессивной. В 1980-х, когда исследования ксенотрансплантации стали набирать обороты, многие ученые полагали, что процесс сверхострого отторжения можно подавить, если брать донорские органы у животных, находящихся с человеком в тесном родстве, так как иммунная система наиболее ожесточенно атакует ткани с другой ДНК. Самыми очевидными кандидатами были павианы и шимпанзе, однако этим животным для достижения зрелого возраста нужен не один десяток лет, из-за чего разводить их было бы нецелесообразно. Более того, сердце даже самых крупных шимпанзе слишком маленькое, чтобы поддерживать кровообращение среднестатистического человека. В середине 1980-х годов Дэвид Купер — работавший тогда в Оклахоме британский хирург — заинтересовался возможностями ксенотрансплантации. Отказавшись от идеи использования органов приматов, он переключился на свиней. Каким бы странным это ни казалось, сердце свиньи чрезвычайно похоже на человеческое, кроме того, их легко разводить, и они полностью вырастают всего за год.

К сожалению, с сердцем свиньи тоже оказались связаны серьезные проблемы в плане совместимости. В своих первых опытах Купер обнаружил, что после пересадки сердца макаки павиану оно может спокойно проработать несколько дней или даже недель, прежде чем начнется процесс отторжения. Когда же он пересадил павиану свиное сердце, то его хватало лишь на несколько минут, после чего иммунная система примата полностью его разрушала. Выяснилось, что в организме приматов — в том числе и человека — вырабатываются антитела, нацеленные на борьбу с тканями свиньи, причем эта иммунная реакция не врожденная, а формируется в первые месяцы жизни. Было совершенно непонятно, зачем нам иммунитет против свиней, так как антитела обычно формируются против патогенов, которые организм воспринимает в качестве угрозы для себя. С какой стати иммунной системе младенцев учиться атаковать свиную ткань за месяцы до того, как они смогут питаться твердой пищей, не говоря уже про свинину?

После многих месяцев работы исследовательская команда Купера обнаружила, что эта иммунная реакция направлена не против самой свиной ткани, а против вещества, находящегося на поверхности клеток этих животных. Галактоза-альфа-1,3-галактоза — это сахар, который играет определенную роль в химических процессах организма всех млекопитающих, за явным исключением приматов — в том числе человека. Молекулы этого вещества также присутствуют в клеточных мембранах микробов, которые колонизируют наш кишечник вскоре после рождения, что объясняет, почему иммунная система человека вырабатывает против него антитела. В первые месяцы жизни наш организм учится распознавать сахар как признак чужеродных клеток и впредь начинает атаковать любые содержащие его ткани.

Попытки избавиться от этих клеток застопорились до 1992 года, пока небольшая биотехнологическая компания в Кембридже под названием Imutran не сообщила о серьезном прорыве. Она представила общественности генетически модифицированную — или же просто трансгенную — свинью по кличке Астрид. Ее ДНК было изменено таким образом, чтобы в клетках вырабатывался так называемый фактор ускорения распада комплемента (hDAF) — специфичный для тканей человека белок. Ученые надеялись, что так нашу иммунную систему удастся одурачить, и она распознает органы свиньи как человеческие, что, в свою очередь, предотвратит отторжение. В 1995 году компания объявила, что хирурги из больницы Папворт намереваются провести первую пересадку сердца от человека свинье уже в следующем году. Казалось, до начала эры ксенотрансплантации оставались считаные месяцы.