Nowe badanie opublikowane dzisiaj w The Lancet ujawniło najobszerniejszą jak dotąd analizę tego, co doprowadziło do ostatecznej niewydolności serca w pierwszym na świecie udanym przeszczepie genetycznie zmodyfikowanego serca świni człowiekowi. Ta przełomowa procedura została przeprowadzona przez lekarzy-naukowców z University of Maryland School of Medicine (UMSOM) w styczniu 2022 roku i była ważnym kamieniem milowym dla nauk medycznych.
Pacjent, 57-letni David Bennett senior, był leczony w University of Maryland Medical Center. Doświadczył silnej funkcji serca bez wyraźnych oznak ostrego odrzucenia przez prawie siedem tygodni po operacji. Nagły początek niewydolności serca doprowadził do jego śmierci dwa miesiące po przeszczepie. Od tego czasu zespół transplantologów prowadził szeroko zakrojone badania nad procesami fizjologicznymi, które doprowadziły do niewydolności serca, aby zidentyfikować czynniki, którym można zapobiec w przyszłych przeszczepach, aby zwiększyć szanse na długoterminowy sukces.
„Nasz artykuł dostarcza kluczowego wglądu w to, jak wiele czynników prawdopodobnie odegrało rolę w pogorszeniu czynnościowym przeszczepionego serca” – powiedział główny autor badania, dr hab. w UMSOM. „Naszym celem jest dalszy postęp w tej dziedzinie, przygotowując się do badań klinicznych ksenotransplantacji obejmujących narządy świni”.
Pan Bennett, który był w końcowej fazie niewydolności serca i zbliżał się do końca swojego życia, nie kwalifikował się do tradycyjnego przeszczepu serca. Procedura została zatwierdzona przez amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków w ramach przepisu o rozszerzonym dostępie (współczuciu).
„Byliśmy zdeterminowani, aby rzucić światło na to, co doprowadziło do dysfunkcji przeszczepu serca u pana Bennetta, który dokonał bohaterskiego czynu, zgłaszając się jako pierwszy na świecie” – powiedział współautor badania Bartley Griffith, MD, profesor chirurgii i Thomas E. i Alice Marie Hales Wybitny profesor transplantologii na UMSOM. „Chcemy, aby nasz kolejny pacjent nie tylko przeżył dłużej dzięki ksenoprzeszczepowi, ale także powrócił do normalnego życia i rozwijał się przez miesiące, a nawet lata”.
Aby lepiej zrozumieć procesy, które doprowadziły do dysfunkcji przeszczepu serca świni, zespół badawczy przeprowadził szeroko zakrojone testy na ograniczonych dostępnych tkankach pacjenta. Dokładnie zmapowali sekwencję zdarzeń, które doprowadziły do niewydolności serca, wykazując, że serce funkcjonowało dobrze w badaniach obrazowych, takich jak echokardiografia, aż do 47 dnia po operacji.
Nowe badanie potwierdza, że w ciągu pierwszych kilku tygodni po przeszczepie nie wystąpiły żadne objawy ostrego odrzucenia. Prawdopodobnie kilka nakładających się czynników doprowadziło do niewydolności serca u pana Bennetta, w tym jego zły stan zdrowia przed przeszczepem, który doprowadził do poważnego obniżenia odporności. Ograniczyło to zastosowanie skutecznego schematu przeciwdziałania odrzuceniu, stosowanego w badaniach przedklinicznych dotyczących ksenotransplantacji. W rezultacie naukowcy odkryli, że pacjent był prawdopodobnie bardziej podatny na odrzucenie narządu przez przeciwciała wytwarzane przez układ odpornościowy. Naukowcy znaleźli pośrednie dowody na odrzucenie za pośrednictwem przeciwciał na podstawie histologii, barwienia immunohistochemicznego i analizy RNA pojedynczej komórki.
Stosowanie dożylnej immunoglobuliny, IVIG, leku zawierającego przeciwciała, mogło również przyczynić się do uszkodzenia komórek mięśnia sercowego. Pacjentowi podano go dwukrotnie w ciągu drugiego miesiąca po przeszczepie, aby zapobiec zakażeniu, prawdopodobnie wywołując również odpowiedź immunologiczną przeciw świniom. Zespół badawczy znalazł dowody na to, że przeciwciała immunoglobulinowe atakują warstwę śródbłonka naczyniowego serca świni.
Wreszcie, w nowym badaniu zbadano obecność utajonego wirusa, zwanego wirusem cytomegalii świń (PCMV), w sercu świni, który mógł przyczynić się do dysfunkcji przeszczepu. Aktywacja wirusa mogła nastąpić po ograniczeniu schematu leczenia przeciwwirusowego pacjenta w celu rozwiązania innych problemów zdrowotnych. Mogło to zapoczątkować reakcję zapalną powodującą uszkodzenie komórek. Nie ma jednak dowodów na to, że wirus zainfekował pacjenta lub rozprzestrzenił się na narządy poza sercem. Opracowano ulepszone protokoły testowania PCMV do czułego wykrywania i wykluczania utajonych wirusów na potrzeby przyszłych ksenoprzeszczepów.
Inni współautorzy tego badania z wydziału UMSOM to: dr Avneesh K Singh, doktor medycyny Alison Grazioli, lekarz medycyny Kapil Saharia, lekarz medycyny Tianshu Zhang i doktor medycyny Christine Lau.
„Z tej przełomowej operacji i odważnego pierwszego pacjenta, pana Bennetta, można wyciągnąć cenne lekcje, które będą dla nas lepszymi informacjami na temat przyszłych ksenotransplantacji” — powiedział UMSOM Dean Mark T. Gladwin, lekarz medycyny, wiceprezes ds. medycznych, University of Maryland, Baltimore oraz John Z. i Akiko K. Bowers Distinguished Professor. „W przyszłości nasz zespół chirurgów-naukowców wykorzysta nowo zaprojektowane testy komórek odpornościowych do dokładniejszego monitorowania pacjenta w dniach, tygodniach i miesiącach po ksenoprzeszczepie. Zapewni to ściślejszą kontrolę najwcześniejszych oznak odrzucenia i obietnicę prawdziwie ratującej życie innowacji”.
Ujawnienia: Członkowie Programu Ksenotransplantacji Serca na UMSOM otrzymali fundusze na badania od United Therapeutics Corporation. Firma Revivicor, Inc. dostarczyła świnie, a firma Kiniksa Pharmaceuticals dostarczyła przeciwciała anty-CD40. University of Maryland School of Medicine i University of Maryland Medical Center pokryły pozostałe koszty.