Новозеландские дикие свиньи могут стать источником столь необходимых донорских органов

Приблизительно в 300 милях к югу от Новой Зеландии Оклендские острова находятся в зоне ветров, известных как "Ревущие сороковые". В конце XIX века парусные суда, отплывающие из Австралазии, возвращались в Европу, погружаясь глубоко в Южный океан, чтобы вернуться домой на западных ветрах.

Но эти моря были плохо нанесены на карты, а погодные условия часто были ужасными.

Иногда мореплаватели неверно определяли положение островов и слишком поздно обнаруживали, что их суда выброшены на скалистые валы островов. Корабли разрывало на куски, а выживших выбрасывало на берег в одном из самых отдаленных и негостеприимных мест на планете. Вскоре они узнали, что не одиноки.

Главный массив суши Оклендского архипелага, остров Окленд, был - и остается - домом для свиней, которые изначально были завезены в первой половине XIX века европейскими охотниками и исследователями, а также группой коренных новозеландцев, спасавшихся от конфликта.

У свиней нет естественных хищников, и со временем они разрушили флору и фауну острова Окленд. Правительственные природоохранные организации теперь хотят их уничтожить, но есть один нюанс: эти некогда одомашненные сельскохозяйственные животные превратились в сверхстойких, свободных от болезней свиней, которые привлекли внимание ученых, изучающих ксенотрансплантацию - вид медицинской процедуры, при которой клетки, ткани или органы одного вида пересаживаются другому виду.

В прошлом году хирурги впервые пересадили свиные сердца и свиные почки людям. Такие процедуры еще не прошли клинических испытаний, и они не одобрены Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США или регулирующими органами Новой Зеландии. Но исследователи говорят, что ксенотрансплантация в конечном итоге может оказаться эффективным методом лечения целого ряда заболеваний и облегчить огромную глобальную потребность в донорских органах. Свиньи с острова Окленд с их уникальной генетикой могут особенно хорошо подходить для этой цели.

Некоторые из выносливых четвероногих сейчас содержатся в исследовательском центре на материке Новая Зеландия. Тем временем природоохранные органы готовят масштабные усилия по уничтожению тех, кто остался в дикой природе.

Первым европейским судном, достигшим Оклендских островов (известных как Маукаука или Моту Маха на языке маори), был китобойный корабль "Оушен" в 1806 году. Капитан судна вернулся в следующем году, чтобы высадить команду охотников на тюленей. Во время этого визита в качестве источника пищи впервые были выпущены свиньи. Последующие интродукции продолжались, и в конце 1800-х годов, когда накопилось множество историй о кораблекрушениях и выживании, правительства Новой Зеландии и Австралии вмешались в ситуацию, выпустив дополнительных свиней для каставеев.

Свиньям, которые были в основном европейского и азиатского происхождения, пришлось научиться жить в условиях постоянного холода, дождя и ветра - далеко не идеальные условия для животных, выведенных для защищенных дворов. Но поскольку свиньи приносят до двух приплодов в год, они могут относительно быстро адаптироваться, говорит Майкл Уиллис из Общества сохранения редких пород Новой Зеландии. Вскоре свиньи острова Окленд образовали один уникальный сорт.

Зимой они выживали, питаясь эндемичными растениями острова и падалью. Летом их судьба меняется, и они пожирают пухлых птенцов альбатроса и яйца пингвинов, наполненные белком. Двадцать пять видов морских птиц гнездятся на Оклендских островах, но после двух столетий хищничества свиней их численность сократилась. Новозеландские защитники природы все больше опасаются свиных хищников.

Архипелаг является "чрезвычайно особенным местом", - говорит Стивен Хорн, руководитель проекта в Департаменте охраны природы Новой Зеландии. Это крупнейший оставшийся оплот желтоглазого пингвина, самого редкого вида пингвинов в мире, и странствующего альбатроса Гибсона, который размножается исключительно здесь. (В настоящее время, говорит Хорн, морские птицы на острове Окленд гнездятся только на обрывистых краях суши, куда не рискнет забраться даже самая упорная свинья).

По словам Хорна, свиньи также нанесли ущерб впечатляющим цветущим растениям, известным как мегагербы, которых теперь "почти нет" на острове Окленд. "Они отсутствуют до тех пор, пока вы не доберетесь до чрезвычайно крутых обрывов. Тогда можно увидеть участки зелени, недоступные для свиней".

Хорн считает, что на острове насчитывается от 700 до 1500 свиней, причем численность популяции сильно колеблется. Выживаемость до возраста размножения, по его словам, низкая. Те, кому удается выжить, должны быть выносливыми и приспособленными. "С одной стороны, это достойно восхищения, - сказал он, - то, как они смогли адаптироваться и выжить в этих условиях". А с другой стороны, невероятно вредно. "Они очень активно используют береговую линию", - сказал он. "Они едят все, что попадается на пути, собирая мертвых китов, тюленей, криль и кальмаров".

Помня о давнем желании Департамента охраны природы искоренить свиней, Общество охраны редких пород в 1999 году направило группу для отлова некоторых из них. С помощью собак им удалось поймать 17 особей. "Голод, похоже, был постоянным спутником свиней", - написал член команды Питер Джексон для New Zealand Geographic. "У молочных свиноматок было всего два или три соска, выделяющих молоко, что говорит о том, как мало поросят выжило".

Команда погрузила свиней на лодку и доставила их обратно в город Инверкаргилл на юге Новой Зеландии. Там животные были помещены в карантинное помещение, предназначенное для защиты домашнего свинопоголовья страны от возможных заболеваний.

Хорн считает, что на острове насчитывается от 700 до 1500 свиней, причем численность поголовья сильно колеблется.

Содержание свиней в карантине требовало денег, которых у Общества не было, поэтому они обратились к тогдашнему мэру Инверкаргилла Тиму Шэдболту, колоритному бывшему левому активисту, который залез в свой резервный фонд, чтобы получить примерно 2300 новозеландских долларов, или 1400 долларов США, необходимых для их кормления.

В течение первого года карантина поголовье свиней разрослось. "Они питались кашей и шведой и превратились в яростных сексуальных зверей, производя на свет более крупные пометы, чем на Оклендских островах", - вспоминал Шэдболт в статье, опубликованной в 2008 году в газете Otago Daily Times. Расходы на питание свиней увеличились в десять раз, что вызвало политическую бурю в Инверкаргилле, где члены совета и избиратели выступали против того, что они назвали скандальной тратой общественных денег. Шедболта бесцеремонно лишили резервного фонда.

Однако мэр был оправдан. Эти свиньи из прошлого века вскоре нашли неожиданный дом в футуристическом мире ксенотрансплантации.

Во всем мире спрос на органы для пересадки ошеломляет. Каждый год тысячи людей умирают в ожидании нового сердца, печени, почек или легких, которые так и не будут пересажены. Только в Соединенных Штатах ежедневно умирает около 17 человек, находящихся в листе ожидания органов. На протяжении десятилетий ксенотрансплантация рассматривалась как возможность восполнить этот дефицит.

С 1960-х годов хирурги пересадили части тела шимпанзе и бабуина небольшому числу людей с угрожающими жизни заболеваниями, но эти попытки не увенчались успехом. Самая большая проблема заключается в том, чтобы заставить иммунную систему человеческого организма принять новый орган.

Использование нечеловекообразных приматов для биомедицинских исследований является спорным, поэтому со временем исследователи обратились к свиньям. "Их органы, ткани и физиология достаточно близки к человеческим", - говорит Пол Тан, основатель и генеральный директор новозеландской компании NZeno, занимающейся исследованиями в области ксенотрансплантации. "Их клетки функционируют в манере, очень близкой к человеческой. Поэтому уровень сахара в их крови и уровень сахара в нашей крови довольно близки".

В конце 1980-х годов новозеландский педиатр Боб Эллиотт и его коллега Дэвид Коллинсон основали компанию Diatranz для изучения возможности использования островковых клеток свиньи для лечения диабета первого типа. Для Коллинсона эти поиски носили личный характер. Его сын страдал от этого заболевания.

Островковые клетки находятся в поджелудочной железе и вырабатывают инсулин, но у больных диабетом типа 1 разрушаются иммунной системой. Опытные пересадки островковых клеток человека дали неоднозначные результаты, и в любом случае, при наличии миллионов людей, страдающих диабетом первого типа во всем мире, не существует достаточного количества доноров-людей для удовлетворения спроса.

Диатранс стремился хирургическим путем имплантировать в поджелудочную железу больных диабетом островковые клетки свиней, заключенные в полимер из морских водорослей, который защищал их от иммунной системы человека. Однако в 1990-х годах работа застопорилась из-за опасений по поводу болезни.

Ксенотрансплантация, как клеток, так и органов, сопряжена с риском передачи бактериальных или вирусных инфекций от животного-донора к человеку. Свиньи не так тесно связаны с человеком, как обезьяны и бабуины, и это обстоятельство делает пересаженные части свиньи менее вероятным распространением болезни среди людей. Тем не менее, риск сохраняется.

В то время как от обычных болезней можно избавиться с помощью лекарств, более серьезный риск, как считалось, исходит от вирусов, которые, по сути, захватывают генетический материал животного-хозяина. Такие вирусы называются ретровирусами; к ним относятся ВИЧ, а также вирусы, вызывающие некоторые виды рака.

Только в Соединенных Штатах ежедневно умирает около 17 человек, находящихся в листе ожидания органов. В течение десятилетий ксенотрансплантация рассматривалась как возможность восполнить этот дефицит.

Некоторые ретровирусы, называемые эндогенными ретровирусами, в глубоком прошлом даже внедрялись в ДНК сперматозоидов и яйцеклеток - таким образом, они являются частью генетического состава животного, воспроизводятся в каждой клетке организма и передаются из поколения в поколение. В настоящее время не существует лекарств для уничтожения ретровирусов.

Опасения заключались в том, что ткани свиней могут выделять инфекционные частицы свиного эндогенного ретровируса, или PERV, которые затем могут заразить клетки человека и вызвать новую, передающуюся от человека болезнь. В худшем случае, как опасались, такое событие может вызвать глобальную пандемию.

В конце 1990-х годов исследовательская группа из Лондона подтвердила, что, по крайней мере, в лабораторных условиях, PERV могут заражать человеческие клетки.

Это открытие на некоторое время "убило ксенотрансплантацию", - говорит Бьёрн Петерсен, исследователь ксенотрансплантации в Институте Фридриха Лёффлера, немецком правительственном центре исследований болезней животных. "Фармацевтические компании отказались от участия в исследованиях".

По всему миру шла охота на свиней, максимально свободных от болезней.

В 1998 году партнер Diatranz Ольга Гаркавенко включила радио и узнала, что в Инверкаргилле появились новые люди. Она решила провести расследование.

Компания получила образцы тканей карантинных свиней для анализа. Суровые условия на островах, похоже, были тяжелы для болезни.

"Они оставались изолированными, и поэтому они оставались свободными от многих распространенных инфекций, которые встречаются у свиней", - сказал Тан. "Свиньи, которые были слабыми, вероятно, были уничтожены. Выжили только самые сильные".

Свиньи также имеют необычно низкое количество копий ретровирусов в своем геноме. Петерсен отметил, что в популяции также полностью отсутствует тип PERV под названием PERV-C, который может представлять наибольший риск для реципиентов человеческих трансплантатов. Это стало возможным "потому что они были изолированы в течение длительного времени и никогда не контактировали с другими свиньями".

Йоахим Деннер, исследователь ксенотрансплантации из Свободного университета Берлина, сказал, что у свиней с острова Окленд есть еще одно важное преимущество перед другими породами свиней - их маленький рост. По его словам, при весе около 90 фунтов "они имеют подходящий размер для трансплантации". Домашняя свинья весит от 300 до 700 фунтов, и ее органы, добавил он, слишком велики.

В 2004 году Эллиотт, Тан и другие учредили компанию под названием Living Cell Technologies, или LCT, которая поглотила Diatranz и взяла на себя заботу о свиньях, построив дорогостоящий объект недалеко от Инверкаргилла, чтобы держать их в изоляции медицинского класса, пока их селекционируют для ксенотрансплантации.

Животные, содержавшиеся в карантине, вдруг стали стоить сотни тысяч долларов каждое, к едва скрываемому ликованию тогдашнего мэра Шедболта.

Проект принес рабочие места и миллионы долларов инвестиций в Инверкаргилл. "Все сбылось", - сказал Шедболт в статье в газете Otago Daily Times за 2008 год. "Я втираю это тем людям, которые не поддержали меня при каждой возможности".

К 2010-м годам опасения по поводу PERV стали ослабевать, поскольку многочисленные клинические испытания по пересадке клеток показали не только эффективность свиных клеток в лечении диабета, но и то, что PERV не передаются людям. Новая технология редактирования генов также означала, что гены ретровируса могут быть выведены из строя еще до рождения животного.

Благодаря этим достижениям гонка по успешной имплантации свиных органов человеку набирает обороты. Группы по всему миру теперь разводят свиней для этой цели. Это большой бизнес - согласно недавнему отчету, мировой рынок ксенотрансплантации к 2029 году может составить 24,5 миллиарда долларов.

В январе 2022 года группа Университета Мэриленда, используя орган свиньи от американской компании Revivicor, провела первую успешную трансплантацию свиного сердца живому пациенту. Пациент прожил два месяца. Хотя причина его смерти еще изучается, при вскрытии были обнаружены признаки заболевания, называемого свиным цитомегаловирусом. Свинья, использованная для пересадки, сказал Тан, была бы тщательно проверена на наличие вируса, что, по его словам, показывает важность разведения свиней, действительно свободных от таких заболеваний.

Пол Тан теперь руководит компанией NZeno, которая взяла на себя разведение и содержание свиней на острове Окленд. LCT, тем временем, переключила свое внимание на болезнь Паркинсона и недавно начала клинические испытания метода лечения, который включает в себя введение капсул, содержащих клетки мозга свиньи, в мозг человека для восстановления повреждений нервов.

Компания NZeno поставляет свиные клетки для LCT, а также пытается утвердиться в качестве крупного игрока в игре с органами. "Нам хочется думать, что наш штамм свиней, выведенный на Оклендских островах и усовершенствованный в Nzeno, будет идеальным штаммом свиней для ксенотрансплантации человеческих органов", - сказал Тан. Их клетки, отметил он, уже используются у людей в течение многих лет и имеют очень хороший послужной список безопасности. По его словам, небольшое количество копий ретровирусов в геноме свиней также требует меньшего редактирования генов по сравнению с другими породами.

Недавно компания NZeno предоставила свои свиные клетки группе из Университета Людвига Максимилиана в Мюнхене, которая планирует к 2025 году создать генетически модифицированную свинью, готовую к пересадке сердца от свиньи к человеку. NZeno также работает с другой группой по ксенотрансплантации в Китае, которая стремится создать почки для пересадки.

Петерсен согласился с тем, что существуют веские основания для минимизации редактирования генов. "Чем больше генетических модификаций вы делаете, - сказал он, - тем больше побочных эффектов вы можете ожидать". Но, добавил он, могут быть случаи, когда не имеет смысла отдавать приоритет минимизации редактирования генов. Например, "если вы хотите иметь универсального донора" - животное, которое может предоставить множество подходящих органов или клеток для пересадки человеку - "тогда вам нужно с самого начала взять свинью с большим количеством генетических модификаций".

Деннер сказал, что свиньи с острова Окленд, которых он называет самыми свободными от болезней свиньями в мире, еще могут доказать свою истинную ценность. Но он предостерег от того, чтобы рассматривать их - или любых других свиней - как серебряную пулю. "Все эти исследования имеют ограничения", - сказал он. "Реальный эффект PERVs на людей мы увидим, когда проведем первые трансплантации органов".

Пока дикие свиньи острова Окленд продолжают свободно бегать в своем разрушенном штормом доме, но время идет. В течение последних пяти лет Департамент охраны природы Новой Зеландии готовился к уничтожению популяции.

Стивен Хорн возглавляет команду, которой поручена эта грандиозная задача. В ходе предыдущей работы к свиньям были прикреплены GPS-трекеры, чтобы изучить их передвижения, а команда Хорна опробовала различные методы их уничтожения. План состоит в том, чтобы уничтожить свиней с помощью ловушек, отравления и охотников, стреляющих с вертолетов и пешком.

"Подход действительно высокоинтенсивный, как можно быстрее, - сказал Хорн, - и стараться держать население как можно более наивным".

"Вам нужен набор инструментов, - продолжил он, - потому что свиньи умны. Не каждая свинья будет уязвима к одной и той же технике".

Трудности усугубляются размером и изолированностью острова. Он находится в нескольких днях опасного плавания от материка, и, кроме нескольких непригодных для жизни хижин, на островах нет никакой инфраструктуры для поддержания жизни человека. После выхода на берег передвижение через густой подлесок и травы высотой до плеч чрезвычайно затруднено.

"Это труднопроходимая, удаленная и огромная территория", - говорит Хорн. "Если смотреть на него через призму борьбы с вредителями животных, то он просто ошеломляет".

Не все в восторге от перспективы гибели свиней. Эти животные - "очень большая часть нашего наследия", - говорит Уиллис из Общества сохранения редких пород. Организация утверждает, что необходимо приложить больше усилий для сохранения хотя бы некоторых из них. Возможно, свиней можно отгородить, чтобы не нарушать целостность острова, говорит Уиллис. Или некоторых из них можно переселить на другой остров, где они не будут представлять такой проблемы. Однако, насколько ему известно, эти варианты не рассматриваются.

Пол Тан сказал, что он также не упустит возможности забрать больше свиней.

Департамент охраны природы, сказал Хорн, получил запросы о восстановлении свиней, но логистика их доставки с Оклендских островов, а также огромные расходы, связанные с карантином, являются основными препятствиями, которые необходимо преодолеть.

Хорн сказал, что, хотя сотрудники активно обсуждают варианты возвращения свиней, их основной задачей является уничтожение. По его словам, с разработанным планом департаменту просто необходимо обеспечить достаточное финансирование для его реализации, "чтобы устранить некоторый ущерб, нанесенный людьми этому чрезвычайно хрупкому, но важному месту".