Narození ovce Dolly v roce 1996 a výsledky v klonování získané v letech 1997 až 1998 však znamenaly nový impuls pro oblast xenotransplantací, tedy transplantací orgánů pocházejících od jiných živočišných druhů. Pro klonování totiž bylo nutné najít opodstatnění. Uvádět jako důvod, že se budou klonovat vysoce užitková zvířata jen pro zvýšení produkce a kvality potravin, by nebylo zcela přijatelné. Potravin je ve vyspělých zemích dost. Zcela určitě bude také výhodné využít klonovaných zvířat jako bioreaktorů, kdy třeba v mléce mohou vytvářet látky důležité v humánní medicíně - například sérový albumin pro léčbu hemofilie.
Xenotransplantace nejsou v podstatě ničím novým a zprávy o prvních pokusech pocházejí již ze sedmnáctého století. Některé výsledky byly skutečně pozoruhodné: Tak například v letech 1963 až 1965 byly ve Spojených státech přenášeny pacientům ledviny šimpanzů a jedna pacientka dokonce přežila celých devět měsíců od operace. A co je zajímavější - po její pitvě se transplantované ledviny jevily jako zcela normální.
Přenos nervových buněk prasete pacientům s Parkinsonovou nemocí v roce 1997 vedl také k určitému úspěchu a v mozku jednoho člověka byly tyto buňky funkční i po sedmi měsících. Obvykle je však transplantovaný orgán zvířete téměř bezprostředně po přenosu lidským tělem odmítnut.
Orgány prasat jsou nejvhodnější
Pro přenosy lidem se zdají být jako nejvhodnější orgány a buňky prasat. Důvodem je především přibližně stejná velikost, fyziologické funkce, jistota, že materiálu pro přenosy - na rozdíl od primátů - bude dostatek. Prase žije vedle člověka po tisíciletí a v zásadě nejsou známy nemoci, které by se z něho na člověka přenášely.
Přenos určitého orgánu prasete člověku však vede k jeho téměř okamžitému odmítnutí a destrukci. Odmítavá reakce spočívá v tom, že krev příjemce obsahuje protilátky, které se bezprostředně začnou vázat na darovanou tkáň. Vazba těchto protilátek aktivuje tzv. lidský komplement, který dokáže proděravět a zničit cizí buňky přenesené tkáně. Tento komplement namířený proti bakteriím pak představuje překážku pro xenotransplantace - k hyperakutní rejekci dojde během několika minut.
Pomocí genových manipulací je proto nutné prase vhodným způsobem modifikovat. Například vědci z Cambridge vytvořili transgenní prasata, která nesou na vnitřní straně krevního řečiště bílkoviny, jež zabraňují lidskému komplementu, aby přenesenou tkáň destruoval. Opice, které bylo srdce takto modifikovaného prasete přeneseno, žila po mnoho měsíců.
Klonování může vše urychlit
Postup, který vědci zvolili, je však velmi náročný, a to ekonomicky i technicky. Do oplozených vajec prasat byl injikován lidský gen, který řídil produkci bílkoviny zabraňující tvorbě lidského komplementu. Úspěšnost injekcí ale byla velmi nízká, navíc museli čekat, až se daná zvířata narodí, a ani nebylo jisté, zda budou nově získanou vlastnost přenášet na potomstvo. Klonování by mohlo vše velmi zjednodušit. Buňky, jejichž jádra by vědci chtěli použít pro přenosy, lze pěstovat ve zkumavce a zvolený gen do nich přenést. Ještě před použitím pro klonování se však může ověřit, zda byl daný gen do buňky úspěšně začleněn. Tak by se vybraly pouze pozitivní buňky a u naklonovaných jedinců by vznikla stoprocentní naděje, že ponesou požadovanou vlastnost.
Klonování prasat se ale dlouho nedařilo. Poprvé se dobrých výsledků podařilo dosáhnout v roce 2000, nicméně až v roce 2001 uspěly dva týmy vědců - jeden skládající se z výzkumníků univerzity v Missouri, korejských univerzit a společnosti Immerge BioTherapeutics a druhý z PPL Therapeutics. Oba se zaměřily na stejný problém xenotransplantací. Na povrchu buněk se totiž nacházejí specifické cukerné struktury. Prasata tyto cukry mají, kdežto lidé a někteří další primáti nikoli.
Nově narozená klonovaná prasata nyní mají pouze jednu kopii genu (jedna kopie se vždy získává od matky, druhá od otce) pro alfa-1,3-galaktozyltransferázu, což je právě enzym, který přítomnost těchto cukrů na povrchu buněk ovlivňuje. Funkce druhé kopie lze vyřadit pomocí genových manipulací. Jedná se o běžně používané postupy, za zmínku jistě stojí, že první myši bez tohoto enzymu vyprodukoval se svými americkými kolegy Petr Malý z AV ČR v Krči.
V současném případě je však hlavním nepřítelem čas. U prasat nejsou zatím k dispozici embryonální kmenové buňky, které se pro dané účely obecně používají a které se v podstatě neomezeně dělí. To je přitom nezbytné, aby se dalo ověřit, zda byly uvedené manipulace skutečně úspěšné. Vědci proto museli použít jen embryonální fibroblasty, tedy nevyzrálé vazivové buňky, které však vykazují omezený počet dělení, což zase limituje možnost genetických zásahů. Proto je jen velmi malá naděje, že se podaří vyřadit obě kopie daného genu ať již najednou, nebo postupně.
Druhou kopii se tedy vědci chystají vyřadit pomocí běžného křížení. To by nemělo být složité, předpokládá se, že tento krok by měl trvat asi 18 měsíců, ale výsledek není zaručen - navíc prasata bez obou kopií genu by nemusela být životaschopná.
Ani v případě úspěchu nemůžeme čekat naprosté vyřešení celého problému, protože odmítavá odpověď při xenotransplantacích je souborem celé řady faktorů. Lze předpokládat, že po vyřešení jednoho problému nastoupí další. Po zvládnutí hyperakutního odvržení to může být akutní vaskulární (cévní) odmítnutí či dále odvržení zprostředkované přes imunitní T-buňky.
Mohou se přenášet infekce?
Také nastávají velké obavy z toho, aby se po přenosu orgánu či buněk prasete u lidí neobjevila nová nemoc, způsobená například retroviry, jejíž pandemické rozšíření by mohlo mít katastrofální důsledky. Podle imunologa Ilji Trebichavského z Mikrobiologického ústavu AV ČR však větší nebezpečí přenosu virů existuje při transplantacích lidských orgánů. Čím je zvířecí druh od člověka vzdálenější, tím více se snižuje také riziko přenosu infekčních chorob. Lidé by jen těžko mohli trpět nemocí, jakou mají třeba žáby.
Viry ke vstupu do buněk organismu využívají určitých membránových molekul, které jsou u vzdáleného druhu natolik odlišné, že virům vstup neumožní. Přesto je testování na případný přenos chorob neobyčejně důsledné.
Předpokládá se, že nové technologie vedoucí k tvorbě vhodných geneticky modifikovaných prasat se nejprve vyzkoušejí pro transplantaci buněk produkujících inzulín při léčbě cukrovky. Společnost PPL předpokládá, že by se nejdříve transplantovaly opicím a v případě příznivých výsledků i lidem.
Do čtyř let by pak PPL chtěla zahájit klinické zkoušky - podle analytiků by totiž celkový trh pro prasečí orgány mohl dosahovat velikosti více než pěti miliard dolarů a pro buněčné terapie použitelné u nemocí jako je cukrovka, Parkinsonova nemoc nebo Alzheimerova choroba až šesti miliard dolarů.
Klinické testování je však zatím přesto zastaveno moratoriem a to doby, než budou známa všechna možná rizika. Produkce klonovaných prasat je nicméně důležitá - i když na xenotransplantace bude stále platit moratorium, využití klonovaných jedinců jako bioreaktorů pro produkci léčivých bílkovin bude mít své opodstatnění.
H. Fulková studuje Přírodovědeckou fakultu UK v Praze, J. Fulka, Jr., pracuje v Centru buněčných terapií a tkáňových náhrad, 2. LF UK v Praze
Šárka Speváková, Hospodářské noviny, 15.1.2002