De los cerdos a los humanos: ¿qué tan lejos queda el camino hacia los xenotrasplantes?
Sin embargo, justo este domingo, la revista "Ciencia" publicó un informe online Esto es bastante inusual. Debe saber que, además de excelentes fuentes de papel y estrictos sistemas de evaluación, la tradición también ha contribuido al éxito de los tres principales gigantes de la investigación científica, "Nature", "Science" y "The Lancet". ¿Qué les hizo romper la rutina de publicar un artículo todos los jueves? Esto comienza con el trasplante de órganos.
Corta y pega, si fuera así de fácil.
Cuando estaba en la universidad, uno de mis profesores dijo una vez: "Los corazones de las personas están envejeciendo y el mundo está decayendo. Todos los estudiantes de hoy usan recortes de periódicos para copiar materiales..."
Muchas veces, cortarse el pelo es un mal hábito. Si se corta, ¿cómo lo usarán otros? Pero a veces, cortarse es el último recurso. Por ejemplo, si esa computadora está infectada con un virus, solo unos pocos archivos siguen siendo buenos, pero a esta computadora le faltan esos archivos. Los trasplantes de órganos, en general, son como cortar y pegar.
El llamado trasplante se refiere al trasplante de células, tejidos u órganos individuales en la misma u otras partes de uno mismo o de otro cuerpo mediante cirugía o intervención para reemplazar o mejorar las células, tejidos u órganos originales. Una técnica médica para la función de un órgano. El trasplante de órganos, como su nombre indica, es un tipo de cirugía de trasplante dirigida a órganos. Entre ellos, el individuo que realiza el trasplante se denomina donante o donante, y el individuo que recibe el trasplante se denomina receptor o receptor.
"Liezi Tang Wen" registra que Gonghu y Qi Ying enfermaron y fueron a Bian Que para recibir tratamiento. Como todos sabemos, Bian Que es el creador de la industria similar a Lu Ban, una figura parecida a un hada. Naturalmente, la medicina puede curar enfermedades. Después de que se recuperaron, Bian Que les dijo: "Ustedes dos están afectados por el mundo exterior, así que tomen un poco de medicamento. Pero ustedes dos tienen una enfermedad cardíaca, que es difícil de tratar. Necesitan cambiar su corazón". Ying también es cierto. Estuvieron de acuerdo en ese mismo momento. Entonces "Bian Que bebió el vino venenoso de dos personas y estuvo en un estado de confusión durante tres días. Le abrieron el pecho para descubrir su corazón y lo resolvió fácilmente. Una vez que tiraste la medicina mágica, se iluminó como antes."
Esto es natural. Es una leyenda. Incluso si Bian Que realmente hubiera conquistado el problema de la anastomosis vascular, si se hubiera atrevido a hablarme sobre el trasplante de órganos en el período de primavera y otoño, no sé si habría seguido el ejemplo de Cao Cao... Documentos similares surgieron sin cesar. desde el Período de los Reinos Combatientes hasta finales de la Dinastía Qing. Su valor científico es casi nulo, y sólo se puede decir que reflejan la visión simple del bien y del mal de las amplias masas del pueblo: se pueden injertar árboles y se pueden reemplazar los órganos de las personas. Las personas están formadas por órganos y los órganos también afectan a las personas. Cambiar los órganos cambiará el temperamento, incluso la memoria, y mejorará el talento literario.
El verdadero avance en el trasplante de órganos se produjo después de que los humanos tuvieran una comprensión preliminar del origen de la vida; la investigación de los investigadores científicos sobre el trasplante de órganos ha profundizado a su vez la comprensión de las personas sobre la microcirugía, los sistemas de antígenos y el rechazo inmunológico. Hoy en día, el trasplante de órganos se ha convertido en un método médico rutinario y juega un papel cada vez más importante para salvar vidas y optimizar la calidad de vida.
El trasplante de órganos se puede dividir en muchos tipos según la relación entre el receptor y el donante: trasplante autólogo, donde el receptor y el donante son la misma persona; trasplante homólogo, donde los órganos son genéticamente idénticos o básicamente idénticos; Donante similar; trasplante homólogo, en el que los órganos se toman de otro individuo genéticamente diferente de la misma especie; xenotrasplante, en el que los órganos se toman de un animal diferente; Entre ellos, el trasplante homólogo es familiar para el público y es en muchos casos la única opción. Por ejemplo, Chen Yurong, una de las 10 personas más importantes de China en 2009, padecía hígado graso grave. Para salvar a su hijo, que nació con insuficiencia hepática, caminó 10 kilómetros todos los días, llueva o haga sol, y finalmente logró cortar el hígado para salvar a su hijo, lo que hizo llorar a la gente. Sin embargo, con el creciente número de cirugías de trasplante, los alotrasplantes y los alotrasplantes han expuesto cada vez más problemas.
El primero es el problema del origen. Según las estadísticas de la Organización Mundial de la Salud, la proporción entre el número de pacientes que necesitan un trasplante de órganos de emergencia y el número de donaciones de órganos humanos en todo el mundo es de 20:1, es decir, por cada 20 pacientes que necesitan un trasplante de órganos. 19 esperan desesperados morir.
En China, este fenómeno es aún más destacado debido a conceptos tradicionales como "la piel del cuerpo está influenciada por los padres". En el segundo año de universidad, la escuela ofreció un curso de anatomía sistemática. El maestro dijo: "Sus alumnos tienen suerte. Ocho personas comparten un cadáver. Antes de esto, una clase giraba en torno a un cadáver". Los cadáveres son así, y los órganos vivos son aún más inimaginables. No importa cuán buenas sean las habilidades del médico y cuán avanzada sea la ciencia, ¿de qué sirve si no hay una fuente de órganos?
La segunda es la cuestión ética. En octubre de 1998, un oftalmólogo de un hospital de Beijing extrajo córneas de cadáveres para tratar a dos pacientes sin el consentimiento de los familiares del fallecido. Cuando los familiares del fallecido vieron esta escena, llevaron al médico al muelle. Este incidente causó gran conmoción en su momento y apareció en muchos informes de los medios. Esto desencadenó un debate continuo sobre las cuestiones éticas del trasplante de órganos en los círculos médicos y legales. No fue hasta el 16 de marzo de 2006, cuando el Ministerio de Salud promulgó oficialmente el "Reglamento Provisional sobre la Gestión de la Aplicación Clínica de la Tecnología de Trasplante de Órganos Humanos" que la controversia llegó a su fin.
Es en este contexto que los xenotrasplantes han vuelto a entrar en el campo de visión de los investigadores.
Reemplace el módulo de memoria del host.
¿Por qué dices "una vez más"? Porque los xenotrasplantes son en realidad muy antiguos. El primer xenotrasplante se produjo en 1963. Seis pacientes recibieron trasplantes de riñón de gorilas en la Universidad de Tulane, en Estados Unidos, y el más longevo vivió nueve meses. Ahora parece que este intento es sin duda imprudente, pero bajo esta imprudencia también está el coraje de la humanidad para seguir explorando. Sin este coraje, podríamos seguir viviendo en cuevas, temblando y comiendo carne cruda.
La base teórica de los xenotrasplantes proviene de la comprensión científica de la vida. He aquí una digresión: "¿Cuál es la esencia de la vida?"
En la antigüedad, Oriente y Occidente estaban separados por montañas y desiertos, por lo que se desarrollaron diferentes teorías sobre este tema. En Oriente, tomando a China como ejemplo, se cree que todo tiene animismo. Mientras las flores, las plantas y los árboles reciban la esencia del sol y la luna, podrán convertirse en humanos, y las personas también podrán transformarse en flores, plantas y árboles mediante la magia. Tomando a Platón como ejemplo, Occidente cree que todas las cosas tangibles en el mundo son fluidas y cambiarán con el tiempo, pero hay un modelo absolutamente perfecto en el mundo: los pandas en el zoológico se enfermarán, envejecerán y se pudrirán y desaparecerá después de la muerte, pero este modelo de panda no desaparecerá. Aparecerán nuevos pandas y tienen muchas similitudes con los pandas originales.
En 1665, Robert Hooke descubrió las células. Más tarde, Matthias Jacob Schleiden y Theodor Wang Shi propusieron la teoría celular: "Todos los animales y las plantas están hechos de células desarrolladas, todos están compuestos de células y productos celulares. .” Como resultado, se han realizado descubrimientos biológicos únicos e innumerables científicos se han obsesionado con los clásicos. Los misterios de la vida se interpretan constantemente, lo que no sólo nos permite comprendernos mejor a nosotros mismos, sino que también sienta las bases teóricas de la medicina moderna.
Luego, en 1951, Watson conoció a Crick en el famoso Laboratorio Cavendish, y juntos construyeron un modelo de ADN mediante difracción de rayos X. El descubrimiento de la doble hélice del ADN y del código genético hizo que el público se diera cuenta por primera vez de que toda la vida nace, crece y envejece bajo el control del material genético, y que todos los seres vivos comparten un conjunto de códigos genéticos.
En este caso, ¿podemos utilizar algún medio para hacer que los órganos animales funcionen normalmente en el cuerpo humano? Por ejemplo, si la memoria del ordenador se estropea y Samsung interrumpe la producción, ¿no puedo comprar un Kingston? Así comenzó otro intento de xenotrasplante. En los xenotrasplantes, la primera cuestión a resolver es qué animal es el donante. Inicialmente, los científicos eligieron primates. Esto tenía sentido, ya que el parentesco químico ahorraría muchos problemas, pero pronto se hizo evidente que los primates no eran sujetos perfectos para los experimentos.
En primer lugar, esto sigue siendo una cuestión moral. Algunas personas pueden burlarse de esto, pero la investigación científica, debido a su previsibilidad e imprevisibilidad, requiere que los investigadores sean responsables ante el público. Los debates sobre ética y moralidad a menudo avanzan rápidamente, provocando una fuerte presión de la opinión pública y obligando a los investigadores a ajustar sus direcciones de investigación; . Por tanto, la opinión pública y la ética son algo que todo investigador científico debe tratar con cautela.
En segundo lugar, está el problema del origen. Gorilas, babuinos, etc.
, no solo son pequeños en número, sino que también maduran sexualmente tarde, con un tamaño de camada limitado, difíciles de criar en grandes cantidades, difíciles de criar en condiciones estériles y costosos. Siguen siendo un valioso recurso de biodiversidad protegido por la ley y pueden ser escasos, y mucho menos utilizados en operaciones clínicas o investigaciones experimentales.
En tales circunstancias, los cerdos se han convertido en objeto de investigación en muchos laboratorios. Hay miles de millones de cerdos en el mundo cada año, por lo que no hay necesidad de preocuparse por un suministro insuficiente de riñones, corazones y otros órganos de los cerdos que son similares en tamaño, forma y función a los humanos; Además, después de miles de años de domesticación y cría, la gente se ha acostumbrado a sacrificar y comer carne de cerdo todos los días para realizar experimentos, endogamia e incluso trasplantes clínicos en el futuro. No causará una fuerte oposición como los gorilas.
En la actualidad, algunos criadores de animales, incluidos los de nuestro país, han desarrollado algunas variedades de cerdos pequeños, de tamaño cercano al humano, y su cría tiene una cierta escala. Como el cerdo Guizhou Xiaoxiang de China, el cerdo de orejas pequeñas Yunnan Banna, el cerdo Hainan Wuzhishan, el cerdo Taoyuan de Taiwán, el cerdo Ohmine japonés, el cerdo Goehitingen alemán, el cerdo Yucatán americano, el cerdo Brno checo, etc. Cinco
Al ver esto, algunos lectores pueden sentirse encantados: "¿No es esto suficiente? ¡El problema es fácil de resolver!". ¡El problema es que no es tan fácil! Cuanto más exploro los misterios de la vida, más ignorante me siento. A menudo se necesitan años, décadas o incluso generaciones para que una idea sea propuesta, implementada y aplicada a aplicaciones clínicas. Después de resolver el problema de origen, quedan dos obstáculos en el camino hacia los xenotrasplantes: el rechazo hiperagudo y los retrovirus endógenos.
Virus incompatible = pantalla azul
Antes hablamos de cambiar el módulo de memoria, ahora sigamos con este tema.
Ahora que los materiales abundan y el transporte está desarrollado, es muy conveniente comprar tarjetas de memoria. Simplemente cómprelo e instálelo, no es difícil. Simplemente gire algunos tornillos, sáquelos y conéctelos. No hace falta decir que definitivamente deberías probártelos para ver si son compatibles. Las computadoras de escritorio y portátiles harán "clic" cuando se enciendan. ¿De dónde vino este sonido? En la placa base de la computadora hay un chip BIOS y el fabricante ha escrito en él un programa corto de antemano. Cada vez que enciendas la máquina, este programa comprobará si la máquina está bien o mal y si las piezas son compatibles. Si no es compatible es probable que se produzcan problemas, como una pantalla azul.
Afortunadamente, existe en nuestro cuerpo un programa tan corto que siempre pondrá a prueba nuestra condición física. Sin él, no es difícil imaginar que podríamos morir a causa de bacterias, virus y parásitos omnipresentes desde el nacimiento. Este programa es el sistema inmunológico humano. A lo largo de los años, las células inmunitarias, como las células T y las células B, han confiado en sus excelentes capacidades de reconocimiento para identificar a los disidentes y luego han utilizado poderosas armas de anticuerpos para mantener la salud de las personas.
Al ver esto, algunos lectores pueden preguntarse: "Después del xenotrasplante de órganos en cerdos, ¿el sistema inmunológico los considerará enemigos?". Este es el primer problema del xenotrasplante: la reacción de rechazo hiperagudo. La llamada reacción de rechazo hiperagudo se refiere a la reacción de rechazo grave que ocurre entre unos pocos minutos y 24 horas después de que se conecta el vaso sanguíneo. Actualmente, se ha demostrado que existen algunos anticuerpos naturales (XNA) en el suero humano. Cuando se combinan con los xenoantígenos transportados por los órganos del xenoinjerto provocarán una serie de reacciones fisiológicas y bioquímicas, como activar el complemento, atacar al órgano trasplantado, matar las células endoteliales, activar el sistema de coagulación y las plaquetas, provocar embolia capilar y sangrado intersticial en el órgano trasplantado, etc., inactivando el órgano trasplantado e incluso amenazando la vida del receptor. 6
Se han desarrollado varios métodos de prevención para el rechazo hiperagudo. El método más eficaz es modificar genéticamente los cerdos donantes, lo que puede reducir eficazmente el rechazo hiperagudo sin afectar la función de los órganos del cerdo. Los cerdos transgénicos pueden sobrevivir y reproducirse normalmente. Un método de modificación genética para reducir el rechazo inmunológico hiperagudo es expresar genes de proteínas reguladoras del complemento humano en cerdos donantes, de modo que el sistema del complemento humano confunda los órganos del cerdo con órganos "propios", evitando así el rechazo hiperagudo. Los experimentos han demostrado que los órganos de cerdos transgénicos portadores de hDAF se pueden trasplantar a primates no humanos; el tiempo de supervivencia más largo del injerto alcanza los 65.438 ± 039 días, superando el rechazo hiperagudo del xenotrasplante.
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Además, con el continuo avance de la farmacología, el uso de inmunosupresores para suprimir el sistema inmunológico en el cuerpo humano y prolongar el tiempo de supervivencia de los órganos trasplantados se ha convertido en un método eficaz. Sin embargo, como dice el refrán, "regodearse de la desgracia" plantea otra cuestión: los retrovirus endógenos. Si los problemas de compatibilidad son fáciles de resolver, los virus en las tarjetas de memoria se convertirán en un serio obstáculo para los xenotrasplantes.
Los retrovirus endógenos (PERV) están compuestos por ARN monocatenario. Después de que el retrovirus infecta las células humanas, el ARN se transcribe en ADN bajo la guía de la transcriptasa inversa, que se denomina intermediario o precursor. Luego, el ADN se inserta en el genoma de la célula huésped y participa en la reproducción normal de la célula huésped.
Este pasaje puede ser un poco difícil de entender, pero está bien, tomemos una computadora como ejemplo. Hay un virus informático en la tarjeta de memoria recién comprada. Por diversas razones, nunca se ha encontrado el software antivirus que viene con la computadora. Por lo tanto, este virus primero se incrusta en los archivos del sistema, parece normal y luego utiliza recursos de la computadora, como discos duros y procesadores, para comenzar a replicarse en grandes cantidades. Si esto continúa, las consecuencias son imaginables.
Según las diferentes estructuras de las glicoproteínas de la envoltura, los retrovirus endógenos se pueden dividir en múltiples tipos, como PERV-A y PERV-B, y cada célula diana es diferente. 8
En circunstancias normales, la infección por retrovirus puede ser suprimida por el sistema inmunológico humano a través de diversos mecanismos, como la inmunidad humoral, la inmunidad celular, la inmunidad específica, etc. Pero cuando el receptor no tiene respuesta inmune o está severamente inmunosuprimido, como se mencionó anteriormente, a veces el sistema inmune del paciente tiene que ser suprimido por inmunosupresores, y el sistema inmune ignorará el proceso de integración del virus en el cuerpo humano, poniendo así en peligro la Capacidad del receptor para responder a virus interespecies. Defensa contra ataques. Además, algunos virus conocidos pueden eliminarse controlando las condiciones de alimentación o criando cerdos transgénicos, mientras que los retrovirus endógenos, por su naturaleza endógena y latente, aumentan el riesgo de infección.
En 1997, los investigadores descubrieron por primera vez que los retrovirus endógenos podían infectar células humanas cultivadas in vitro. Más tarde, Van der laan et al. informaron que "los retrovirus endógenos pueden causar infección en ratones después de trasplantar células de los islotes porcinos a ratones SCID". Este informe atrajo gran atención por parte de la comunidad académica. Aunque en estudios posteriores no se encontraron casos de infección retroviral endógena en cerdos, este riesgo obliga a todos los investigadores científicos a ser cautelosos. Entonces, ¿qué debemos hacer?
También existen algunos métodos, como el uso de la inmunología para fortalecer la detección, como el uso de la biología molecular para detectar razas de cerdos negativas, como el uso directo de tijeras para eliminar los retrovirus endógenos de los órganos de los cerdos. En el artículo "Inactivación del genoma completo de los retrovirus endógenos porcinos", Yang Luhan y sus colaboradores utilizaron tecnología de tijeras genéticas para eliminar selectivamente genes virales potencialmente dañinos en el genoma del cerdo, no solo aclarando este campo de investigación durante más de 10 años. La neblina también ha restablecido la confianza del público en los xenotrasplantes, brindando esperanza a millones de pacientes en todo el mundo que necesitan urgentemente un trasplante de órganos.
Resumen
Tras la publicación de la inactivación completa del genoma del retrovirus endógeno porcino, rápidamente despertó fuertes repercusiones en el dominio público y los principales medios le siguieron. Durante un tiempo, aparecieron en los titulares palabras como "Hermosa doctora", "Xenotrasplante", "Retrovirus" y "Gran avance". No sé si algún padre está furioso por esto. Agarraron a los niños por las orejas y gritaron fuerte: "¡Mira a Yang Luhan, mírate a ti mismo!"
Es la naturaleza humana ser juguetones, y mucho menos los niños, son adultos. ¿Cuántas personas están dispuestas a aprender algo nuevo por su cuenta después del trabajo? Es precisamente por eso que se respeta a los investigadores científicos que siguen avanzando, se atreven a explorar y utilizan su inteligencia y juventud para explorar los misterios de todas las cosas. Sin embargo, creo firmemente que todo el mundo tiene curiosidad. Siempre que estén motivados correctamente, todos pueden hacer carrera en su propio campo. Así que la próxima vez que te encuentres con un niño desobediente, también podrías hablar con él durante cinco minutos: "En el período de primavera y otoño, había un hombre llamado Bian Que..."
Referencia
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2. Cirugía [M].
People's Medical Publishing House, 2013
3. Se escapó de su madre y caminó 10 kilómetros durante 211 días sólo para cortarse el hígado y salvar a su hijo. /ZT 2009/JZ/TJ/200910/t 1016134 htm
4. La situación actual, las razones y la ética del trasplante de órganos en China[J]. Revista China de Medicina Moderna, 2008, 18(8): 1142-1145,
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