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Il primo trapianto di cuore da maiale a uomo di successo può offrire nuove opzioni…

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chirurghi che sorreggono il cuore di maiale
I chirurghi hanno trapiantato con successo un cuore di maiale geneticamente modificato in un paziente con aritmia.
Fotografia per gentile concessione della University of Maryland School of Medicine
  • Un team di chirurghi della School of Medicine dell’Università del Maryland ha recentemente trapiantato un cuore di maiale geneticamente modificato in un maschio di 57 anni di Baltimora, MD.
  • Il paziente, che aveva un’aritmia, non era un candidato valido per l’elenco dei trapianti di cuore o per una pompa cardiaca artificiale.
  • Il cuore di maiale ha subito 10 modifiche genetiche, inclusa la rimozione di quattro geni di maiale e l’aggiunta di sei geni umani.
  • L’équipe chirurgica spera che il continuo successo di questo trapianto fornirà un nuovo modo per aiutare coloro che sono nell’elenco dei donatori di organi.
  • Tuttavia, alcuni nella comunità medica mettono in dubbio le considerazioni etiche di questo tipo di trapianto.

La facoltà della University of Maryland School of Medicine (UMSOM) ha recentemente condotto il trapianto di un cuore umano geneticamente modificato in un maschio di 57 anni di Baltimora, MD.

Secondo UMSOM, questa procedura è stata la prima volta che un cuore animale geneticamente modificato ha sostituito un cuore umano e non è stato automaticamente rifiutato dal corpo del paziente.

Il Dr. Bartley P. Griffith, direttore dei programmi di trapianto cardiaco e polmonare e Thomas E. e Alice Marie Hales Distinguished Professor of Transplant Surgery presso l’UMSOM, è stato uno dei chirurghi che hanno eseguito l’intervento chirurgico di trapianto.

Crede che il trapianto offrirà nuove opzioni alle persone che necessitano di nuovi organi e aiuterà a risolvere la crisi della carenza di organi.

Uno sguardo allo xenotrapianto

Xenotrapianto è il processo di trapianto di organi vivi, tessuti o cellule da un animale non umano a un essere umano.

L’idea del trapianto tra specie non è nuova. La ricerca mostra prove di xenotrapianti fin dal 17° secolo quando le cure mediche includevano trasfusioni di sangue da animali non umani nell’uomo.

Più di recente, la NYU Langone Health ha riferito di aver completato il secondo trapianto sperimentale di un rene di maiale geneticamente modificato in un paziente deceduto tenuto in vita su un ventilatore. Gli scienziati hanno osservato la funzione del rene per 54 ore e hanno riportato segni di funzionalità renale prevista e nessun segno di rigetto da parte dell’ospite umano.

Anche il dottor Muhammad M. Mohiuddin, professore di chirurgia e direttore del programma di xenotrapianto cardiaco presso l’UMSOM, faceva parte del team chirurgico. Nel 2016 lui ricerca pubblicata mostrando come il cuore di un maiale geneticamente modificato potrebbe sopravvivere all’interno dell’addome di un babbuino per più di 2 anni.

Il dottor Mohiuddin e il suo team hanno utilizzato maiali geneticamente modificati per evitare di stimolare il rigetto degli organi. Hanno anche sviluppato una procedura farmacologica di soppressione immunitaria per garantire che il corpo ospite non respingesse i cuori di maiale.

Secondo quanto riferito, il dottor Griffin, il dottor Mohiuddin e il loro team hanno trascorso gli ultimi 30 anni a mettere a punto le tecniche chirurgiche per questo trapianto che hanno condotto all’inizio di questo mese.

Aritmia pericolosa per la vita

Il paziente, il signor David Bennett, 57 anni, di Baltimora, MD, ha accettato la procedura dopo essere entrato in ospedale 2 mesi prima con aritmia. Un’aritmia si verifica quando il cuore di una persona batte in modo irregolare. Nel caso del signor Bennett, le sue condizioni erano in pericolo di vita e aveva bisogno di collegarsi a una macchina di bypass cuore-polmone per rimanere in vita.

Anche il signor Bennett non era un candidato valido per l’elenco dei trapianti di cuore e la sua aritmia lo rendeva non idoneo per una pompa cardiaca artificiale.

A causa della natura sensibile delle sue condizioni, il 31 dicembre 2021 la Food and Drug Administration (FDA) ha concesso all’équipe chirurgica l’autorizzazione di emergenza a condurre il trapianto.

Comprendere le modificazioni genetiche

Il cuore di maiale utilizzato dai chirurghi per il trapianto ha subito una modificazione genetica per xenotrapianto. ha spiegato il dottor Griffith MNT come ha funzionato.

“Gli organi di maiali geneticamente modificati sono stati al centro di gran parte della ricerca sugli xenotrapianti, in parte a causa delle somiglianze fisiologiche tra maiali, primati umani e non umani”, ha affermato il dottor Bennett.

“Il maiale donatore ha subito 10 modifiche genetiche, tra cui il knockout (inattivazione) di quattro geni suini e l’aggiunta di sei geni umani”.

“Costruendo sulla piattaforma GalSafe (alpha-Gal knockout), altri due antigeni di carboidrati sono stati eliminati per knockout del suino cmq e Beta-4 galloni geni. Per mantenere un organo di dimensioni umane, anche il gene del recettore dell’ormone della crescita è stato eliminato. Due geni inibitori del complemento umano (CD46 e DAF), due geni anticoagulanti umani (EPCR e Trombomodulina), e due geni immunomodulatori umani (CD47 e HO1) sono stati inseriti in modo mirato nel genoma del maiale donatore.

Inoltre, il team chirurgico ha utilizzato un nuovo farmaco di Kiniksa Pharmaceuticals in combinazione con altri farmaci anti-rigetto per aiutare a sopprimere il sistema immunitario del signor Bennett in modo che non respingesse il cuore di maiale.

Impatto futuro

Sei giorni dopo l’intervento, le notizie hanno scoperto che la guarigione del signor Bennett è continuata senza segni che il suo corpo abbia rifiutato il cuore di maiale.

MNT ha chiesto al dottor Griffith come potrebbe essere il processo di recupero per il signor Bennett. “È molto simile a un trapianto di cuore umano in termini di riabilitazione e stile di vita per quanto ne sappiamo a questo punto”, ha spiegato il dottor Griffith. “Sta seguendo un regime di farmaci anti-rigetto che include un farmaco sperimentale. Non conosciamo l’intera portata degli effetti collaterali di quel farmaco”.

Il team chirurgico dell’UMSOM spera che questo trapianto influisca positivamente sull’uso futuro dello xenotrapianto per aiutare coloro che sono attualmente in attesa nell’elenco dei donatori di organi.

Secondo l’American Transplant Foundation, quasi 107.000 cittadini statunitensi sono attualmente in attesa di un trapianto di organi salvavita. Circa 17 persone muoiono ogni giorno mentre aspettano nella lista.

“Speriamo che questo apra la strada, ma è troppo presto per dirlo”, ha aggiunto il dottor Griffith. “Il prossimo passo sarebbe studiare l’uso di questi trapianti nel contesto di una sperimentazione clinica. Stiamo discutendo con la FDA sui passi che dobbiamo intraprendere per avviare una sperimentazione clinica, ma probabilmente ci vorrà un anno o più a causa degli studi normativi che dovremmo fare prima”.

Considerazioni etiche

MNT ha anche parlato con il dottor L. Syd M Johnson, filosofo, bioeticista, neuroeticista e professore associato presso il Center for Bioethics and Humanities della Upstate Medical University, NY, delle considerazioni etiche degli xenotrapianti.

Il Dr. Johnson ha affermato che con la sperimentazione di xenotrapianti in corso da quasi 60 anni con molti tentativi falliti, è troppo presto per definire questo trapianto un successo.

Secondo il Dr. Johnson, in passato, la maggior parte della ricerca sugli xenotrapianti si è concentrata sull’uso di organi di primati non umani perché sono i parenti genetici più vicini all’uomo. Tuttavia, quella ricerca si è interrotta a causa dei rischi sconosciuti ma potenzialmente gravi di trasmettere virus da altri primati all’uomo.

“Quel rischio esiste ancora con i maiali, sia dai virus che sono noti per trasportare e trasmettere agli esseri umani sia da possibili agenti patogeni ancora sconosciuti”, ha aggiunto. “Mentre entriamo nel terzo anno di una pandemia globale mortale causata da SARS-CoV-2, un virus zoonotico che è stato trovato in numerose altre specie animali, i rischi dei patogeni zoonotici dovrebbero essere in primo piano mentre pensiamo di procedere con lo xenotrapianto .”

Con l’attuale interesse nell’uso degli organi di maiale per gli xenotrapianti, il Dr. Johnson ha affermato che mentre alcuni potrebbero sostenere che milioni di maiali muoiono ogni anno per la loro carne, non esiste un vero problema etico nell’usarli per i loro organi.

“I maiali usati per i loro organi sono molto diversi da quelli che vengono uccisi per la carne”, ha spiegato. “Sono geneticamente modificati nel tentativo di prevenire il rigetto e di eliminare alcuni dei noti retrovirus che trasportano”.

“Sono maiali che vivranno la loro intera, breve vita in strutture isolate, al chiuso e sterili, sottoposti a misure di controllo delle infezioni, tra cui l’inseminazione artificiale e il parto cesareo. Se i suini vengono utilizzati per più organi e tessuti, potrebbero essere soggetti a danni prolungati, inclusi interventi chirurgici ripetuti, eventi di contenzione e anestesia, procedure dolorose, test e biopsie. I maiali sono animali intelligenti, sociali ed emotivamente complessi e il loro uso come fabbriche di organi violerebbe le nostre attuali migliori pratiche in materia di cura e benessere degli animali”.

Piuttosto che utilizzare lo xenotrapianto, il Dr. Johnson esorta la comunità medica a cercare altre alternative per risolvere il problema della carenza di organi.

“Uno è prevenire la necessità di trapianti sviluppando terapie migliori per le malattie comuni come il diabete, le malattie cardiache e l’ipertensione che portano a danni agli organi”, ha affermato.

“Un altro è accelerare la ricerca su alternative rilevanti per l’uomo, come la biostampa 3D e la crescita di organi umani dalle cellule staminali. L’ottenimento di organi da donatori con criteri estesi – donatori che potrebbero avere malattie croniche o che sono più anziani – è già stato fatto e può rendere disponibili più organi per le persone che ne hanno bisogno. Infine, dovremmo usare l’ingegneria sociale, piuttosto che i maiali di bioingegneria, per trovare modi migliori per incoraggiare più esseri umani a essere donatori di organi”.