Нещодавно в Україні відбулася непересічна подія – львівські хірурги успішно пересадили серце 13-річному хлопцю з Волині. До 2019-го трансплантації серця в Україні взагалі не проводилися вже півтора десятиліття. У 2020-му зробили вісім операцій, але це все одно замало – адже потрібно близько 500 на рік.

hromadske раніше розповідало, чому в нас проводиться так мало операцій із пересадки серця та інших органів і як ця проблема вирішується. Але дефіцит донорських органів – питання не лише для України, а й для решти світу. Його неможливо подолати, просто налагодивши процеси та ухваливши закони.

Донорських органів фізично бракує, тому потрібно вигадати, де взяти нове серце для людини, яка вже не може на нього чекати. Розповідаємо про перспективи та успіхи науки у створенні штучних сердець.

Химери

Існує кілька різних підходів до створення штучних органів, сердець зокрема. По-перше, можна спроєктувати їхні механічні аналоги: щось на кшталт протеза руки або ноги, тільки для серця. По-друге, людям можна пересаджувати серця (або інші органи) від тварин. А по-третє, можна спробувати виростити людські органи в тілі іншої тварини – наприклад, свині або вівці, щоб потім пересадити їх людині.

Почнімо з останнього. Дослідники в різних країнах вже багато років працюють над тим, щоб створити химер. Цим цілком науковим терміном називають організм, що містить в собі клітини іншого організму: наприклад, свиня із серцем людини.

Щоб такий організм з’явився на світ, потрібно взяти ембріон тварини, яка стане своєрідним «інкубатором», заблокувати в ньому розвиток потрібного нам органу (в цьому разі серця) та ввести до цього організму стовбурові клітини людини. Це так звані неспеціалізовані клітини, з яких можуть розвиватися будь-які інші: клітини серцевого м’яза, нервові, кісткові тощо. Якщо в ембріона свині бракує власного серця, то воно утвориться саме з людських клітин. Це, звісно, спрощена схема – створити на практиці таку химеру набагато складніше.

Цього року американські дослідники в подібний спосіб створили свиней із людськими м’язами. Тваринам не дозволили вирости до дорослого віку, зупинивши розвиток ембріонів на стадії кількох тижнів, як це робиться в інших подібних експериментах. Одна із головних причин – етична.

Річ у тім, що ми досить мало знаємо про те, як може розвиватися химерний організм. Уявімо: ми хочемо створити свиню із людським серцем, печінкою чи ниркою. Але людські клітини в організмі свині можуть сформувати не лише потрібні нам органи, але й потрапити до мозку, де перетворяться на нервові. Якщо одна, дві чи десять – не велика біда. Але якщо їх буде більше, то на певному етапі постане питання: цей мозок все ще свинячий, чи, можливо, вже «достатньо людський»? Ми все ще можемо ставитися до тварини так, як звикли ставитися до свині, чи вже ні?

Через це в більшості країн експерименти зі створення химер наразі жорстко регламентуються. Дослідження тривають, їхні результати публікують поважні наукові журнали, але до того, щоб отримати у такий спосіб готові людські органи для пересадки, ще далеко. Втім, сьогодні можна уявити, що в майбутньому, коли етичні та наукові проблеми вдасться вирішити, серця від химеричних організмів цілком зможуть замінити донорські органи від померлих людей.

"Чужі" органи в людському тілі

Цей підхід передбачає, що людині можна пересадити серце іншої тварини. Наприклад, тієї-таки свині, адже за будовою її серце досить подібне до нашого. Трансплантацію органів між різними видами науковці називають ксенотрансплантацією («ксенос» в перекладі з грецької означає «чужий»).

Одна з проблем тут полягає в тому, що наші тіла взагалі неохоче приймають органи інших людей: імунна система справедливо «вважає» їх чужими й намагається з ними боротися. А до органів свиней чи інших тварин вона тим паче не буде дружньою. Однак можна створити генетично-модифікованих тварин, чиї серця або інші органи не будуть такими «чужими» з погляду нашої імунної системи.

Шкіру генетично-модифікованих свиней вже упродовж кількох років випробовують на людях. Щодо пересадки свинячих сердець людям, то тут все поки значно складніше. Зате кілька років тому американські дослідники пересадили серця від генетично-модифікованих свиней п’ятьом павіанам.

Власні серця приматів продовжували працювати на їхніх місцях, а донорські помістили в черевну порожнину, щоб перевірити, як добре вони «приживуться» в чужому організмі. Одна із таких тварин прожила після операції два з половиною роки. В середньому ж вони жили понад рік.

Успішні експерименти на приматах дають підстави сподіватися, що одного дня людям за потреби також можна буде пересадити «олюднені» свинячі органи.

Перше в історії механічне серце

Досі ми розповідали про сміливі та обнадійливі дослідження, проте найближчим часом вони навряд чи застосовуватимуться в клінічній практиці. Натомість механічні серця вже не один рік б’ються в тілах пацієнтів.

Створити механічне серце намагалися ще в першій половині минулого століття. У 1957 році Віллем Колф, якого вважають піонером гемодіалізу та створення штучних органів, пересадив механічне серце собаці, який прожив із ним півтори години.

У 1970-х роках розроблені його командою штучні серця кілька разів успішно пересаджували телятам, а в 1981 році теля із таким протезом прожило 268 днів. Вже наступного року чергову модель із цього ряду під назвою «Jarvik 7» вперше в історії пересадили людині. Пристрій назвали на честь Роберта Джарвіка, який керував проєктом із його створення.

Пацієнтом став дантист із Сієтлу на ім’я Барні Кларк, який прожив зі штучним серцем 112 днів. Другий пацієнт із таким самим серцем мав більші успіхи: він прожив вже 620 днів.

Слід зауважити, що перше в історії штучне серце, окрім внутрішньої частини, розташованої в тілі людини, мало й зовнішню – пневматичний компресор масою 180 кілограмів. Проте, звісно, це обмежувало свободу руху людей із таким апаратом.

Модель «Jarvik 7» продовжувала розвиватися, і нині дві моделі його «наступників» випускає американська компанія SynCardia. Сучасні моделі подібні між собою, але призначені для людей з різними розмірами тіла. Обидва пристрої офіційно схвалені у США, Європі й Канаді. Але призначені вони не для постійної заміни людського серця, а як тимчасовий орган, поки людина чекає на донорське серце. Цей пристрій також має зовнішню частину, але важить вона лише 6 кілограмів і дозволяє людині вести активне життя за межами лікарні. За даними компанії, її штучне серце отримали 1700 пацієнтів у різних країнах світу.

Тим часом у Європі

Інший успішний приклад штучного серця від французької компанії. У липні цього року його вперше після клінічних випробувань пересадили пацієнту в Європі — за гроші. За кілька днів до цього таке ж серце отримав пацієнт у США, але в межах клінічних досліджень. Після їхнього завершення американський регулятор FDA (Управління з продовольства і медикаментів) вирішить, чи дозволяти використовувати цей пристрій на американському ринку.

AbioCor, або все всередині

Були й інші моделі штучного серця, розроблені різними виробниками. Але з різних причин їхні розробки зупинилися, а пристрої не набули широкого застосування.

Наприклад, компанія з Массачусетсу AbioMed створила пристрій AbioCor. Це штучне серце помітно відрізнялося від двох згаданих моделей тим, що не мало зовнішньої частини, а цілком перебувало всередині тіла пацієнта. Це означає, що дроти або шланги не виходять з тіла назовні, завдяки чому зменшуються шанси підхопити якусь інфекцію. Пристрій був відносно великим (більшим за звичайне людське серце), тому підходив далеко не всім. Його отримали 15 пацієнтів, один із яких прожив 512 днів — це найкращий показник для цієї моделі.

Планували створити подібний пристрій менших розмірів, який підходив би більшій кількості пацієнтів. Але у 2012 році помер головний розробник AbioCor Девід Ледерман, і компанія зрештою відмовилася від подальших розробок.