Immunologiske barriererrediger
hittil har ingen xenotransplantasjonstester vært fullstendig vellykkede på grunn av de mange hindringene som følge av responsen fra mottakerens immunsystem. «Xenozoonoses» er en av de største truslene mot avslag, da de er xenogenetiske infeksjoner. Innføringen av disse mikroorganismer er et stort problem som fører til dødelige infeksjoner og deretter avvisning av organene. Denne responsen, som generelt er mer ekstrem enn ved allotransplantasjoner, resulterer til slutt i avvisning av xenograft, og kan i noen tilfeller resultere i mottakerens umiddelbare død. Det finnes flere typer av avvisning organ xenografts står overfor, disse inkluderer hyperakutt avvisning, akutt vaskulær avvisning, cellulær avvisning, og kronisk avvisning.En rask, voldelig og hyperakutt respons kommer som et resultat av antistoffer tilstede i vertsorganismen. Disse antistoffene er kjent som xenoreaktive naturlige antistoffer (XNAs).
Hyperakutt avvisningrediger
denne raske og voldelige typen av avvisning skjer i løpet av minutter til timer fra transplantasjonstidspunktet. Det medieres ved binding Av xnas (xenoreaktive naturlige antistoffer) til donorendotelet, forårsaker aktivering av det humane komplementsystemet, noe som resulterer i endotelskader, betennelse, trombose og nekrose av transplantasjonen. XNAs produseres først og begynner å sirkulere i blodet hos nyfødte, etter kolonisering av tarmen av bakterier med galaktosegrupper på celleveggene. De fleste av disse antistoffene er IgM-klassen, men inkluderer Også IgG og Iga.
xnas-målet for epitopen er En α-knyttet galaktosedel, Gal-α-1,3 Gal (også kalt α-Gal epitope), produsert av enzymet α-galaktosyltransferase. De fleste ikke-primater inneholder dette enzymet således er denne epitopen tilstede på orgelepitelet og oppfattes som et fremmed antigen av primater, som mangler galaktosyltransferaseenzymet. I gris til primat xenotransplantasjon gjenkjenner XNAs svin glykoproteiner av integrin-familien.
bindingen Av XNAs initierer komplementaktivering gjennom den klassiske komplementveien. Komplementaktivering forårsaker en kaskade av hendelser som fører til: ødeleggelse av endotelceller, blodplatedegranulering, betennelse, koagulasjon, fibrinavsetning og blødning. Sluttresultatet er trombose og nekrose av xenograft.
Overvinne hyperakutt avvisningrediger
siden hyperakutt avvisning gir en slik barriere for xenografts suksess, er flere strategier for å overvinne den undersøkt:
Avbrudd av komplementkaskaden
- mottakerens komplement-kaskade kan hemmes ved bruk av kobra-giftfaktor (som tapper C3), oppløselig komplementreseptor type 1, anti-C5-antistoffer eller c1-hemmer (C1-INH). Ulemper ved denne tilnærmingen inkluderer giftigheten av kobra giftfaktor, og viktigst av alt vil disse behandlingene frata individet til et funksjonelt komplementsystem.
Transgene organer (Genmodifiserte griser)
- 1,3 galaktosyltransferase-knockouts i genet – disse grisene inneholder ikke genet som koder for enzymet som er ansvarlig for ekspresjon av den immunogene gal-α-1,3 Gal-delen (den α-Gal-epitopen).
- Økt ekspresjon Av h-transferase (α 1,2 fukosyltransferase), et enzym som konkurrerer med galaktosyltransferase. Eksperimenter har vist at dette reduserer α-Gal-uttrykket med 70%.
- Uttrykk for menneskelige komplementregulatorer (CD55, CD46 og CD59) for å hemme komplementkaskaden. Plasmaphorese, på mennesker for å fjerne 1,3 galaktosyltransferase, reduserer risikoen for aktivering av effektorceller som CTL (CD8 t-celler), komplementveiaktivering og forsinket type overfølsomhet (DTH).
Akutt vaskulær avvisning
også kjent som forsinket xenoaktiv avvisning, oppstår denne typen avvisning i uharmoniske xenografter innen 2 til 3 dager, hvis hyperakutt avvisning forhindres. Prosessen er mye mer kompleks enn hyperakutt avvisning og er for tiden ikke helt forstått. Akutt vaskulær avstøting krever de novo proteinsyntese og er drevet av interaksjoner mellom graftendotelceller og vertsantistoffer, makrofager og blodplater. Responsen er preget av et inflammatorisk infiltrat av hovedsakelig makrofager og naturlige dreperceller (med lite antall T-celler), intravaskulær trombose og fibrinoid nekrose av karveggene.
Binding av De tidligere nevnte XNAs til donorendotelet fører til aktivering av vertsmakrofager så vel som endotelet selv. Endotelaktivering anses som TYPE II siden geninduksjon og proteinsyntese er involvert. Bindingen Av XNAs fører til slutt til utvikling av en prokoagulant tilstand, sekresjonen av inflammatoriske cytokiner og kjemokiner, samt ekspresjon av leukocyttadhesjonsmolekyler som E-selektin, intercellulær adhesjonsmolekyl-1 (ICAM-1) og vaskulær celleadhesjonsmolekyl-1 (VCAM-1).
denne responsen er videre foreviget som normalt binding mellom regulatoriske proteiner og deres ligander hjelpemiddel i kontroll av koagulasjon og inflammatoriske responser. På grunn av molekylær inkompatibilitet mellom molekylene til donorartene og mottakeren (som for eksempel store histokompatibilitetskompleksmolekyler og humane naturlige dreperceller), kan dette imidlertid ikke forekomme.
Overvinne akutt vaskulær avvisning
på grunn av sin kompleksitet er bruk av immunsuppressive legemidler sammen med et bredt spekter av tilnærminger nødvendige for å forhindre akutt vaskulær avvisning, og inkluderer administrering av en syntetisk trombininhibitor for å modulere trombogenese, uttømming av anti-galaktose antistoffer (XNAs) ved teknikker som immunoadsorpsjon, for å forhindre endotelcelleaktivering og hemme aktivering av makrofager (stimulert AV CD4+ T-celler) og NK-celler (stimulert av frigjøring Av Il-2). DERMED MÅ ROLLEN AV MHC-molekyler og t-celleresponser ved aktivering revurderes for hver artskombinasjon.
Overnattingrediger
hvis hyperakutt og akutt vaskulær avstøtning unngås, er innkvartering mulig, noe som er overlevelse av xenograft til tross for tilstedeværelsen av sirkulerende XNAs. Graftet gis en pause fra humoral avvisning når komplementkaskaden avbrytes, sirkulerende antistoffer fjernes, eller deres funksjon endres, eller det er en endring i uttrykket av overflateantigener på graftet. Dette gjør at xenograften kan oppregulere og uttrykke beskyttende gener, som hjelper til med motstand mot skade, som heme oxygenase-1 (et enzym som katalyserer nedbrytningen av heme).
cellulær avvisningrediger
avvisning av xenograft i hyperakutt og akutt vaskulær avvisning skyldes responsen til det humorale immunsystemet, siden responsen fremkalles Av XNAs. Cellulær avvisning er basert på cellulær immunitet, og formidles av naturlige dreperceller som akkumuleres i og skader xenograft og T-lymfocytter som aktiveres av MHC-molekyler gjennom både direkte og indirekte xenorekognisjon.
i direkte xenorekognisjon presenterer antigenpresenterende celler fra xenograft peptider til mottakerens CD4+ T-celler via xenogene MHC KLASSE II-molekyler, noe som resulterer i produksjon av interleukin 2 (IL-2). Indirekte xenorekognisjon innebærer presentasjon av antigener fra xenograft av mottakerantigen som presenterer celler TIL CD4 + T-celler. Antigener av fagocytoserte graftceller kan også presenteres av vertens KLASSE I MHC-molekyler TIL CD8 + T-celler.
styrken av cellulær avvisning i xenografter er fortsatt usikker, men det forventes å være sterkere enn i allografter på grunn av forskjeller i peptider mellom forskjellige dyr. Dette fører til flere antigener potensielt anerkjent som fremmed, og dermed fremkalle en større indirekte xenogen respons.
Overvinne cellulær avvisning [rediger / rediger kilde] en foreslått strategi for å unngå cellulær avvisning er å indusere donor-ikke-respons ved bruk av hematopoietisk kimerisme. Donor stamceller blir introdusert i mottakerens benmarg, hvor de sameksisterer med mottakerens stamceller. Benmargestamceller gir opphav til celler av alle hematopoietiske linjer, gjennom prosessen med hematopoiesis. Lymfoide stamceller er skapt av denne prosessen og flytte til thymus hvor negativ seleksjon eliminerer T-celler funnet å være reaktive til selv. Eksistensen av donor stamceller i mottakerens benmarg fører donor reaktive t-celler til å bli betraktet som selv og gjennomgå apoptose.
Kronisk avvisningrediger
Kronisk avvisningsprosess er langsom og progressiv, og forekommer vanligvis i transplantasjoner som overlever de første avvisningsfasene. Forskning på dette området er vanskelig siden xenografter sjelden overlever forbi de første akutte avvisningsfasene. Likevel er Det kjent At XNAs og komplementsystemet ikke er primært involvert. Fibrose i xenograft oppstår som følge av immunreaksjoner, cytokiner (som stimulerer fibroblaster) eller helbredelse (etter cellulær nekrose ved akutt avvisning). Kanskje den viktigste årsaken til kronisk avvisning er arteriosklerose. Lymfocytter, som tidligere ble aktivert av antigener i graftens karvegg, aktiverer makrofager for å utskille glatte muskelvekstfaktorer. Dette resulterer i en oppbygging av glatte muskelceller på fartøyets vegger, noe som forårsaker herding og innsnevring av kar i transplantatet. Kronisk avvisning fører til patologiske endringer i orgelet, og er grunnen til at transplantasjoner må byttes ut etter så mange år. Det er også forventet at kronisk avvisning vil være mer aggressiv i xenotransplantater i motsetning til allotransplantater.
Dysregulert koagulasjon [rediger / rediger kilde]
Vellykkede forsøk har blitt gjort for å skape knockout-mus uten α 1,3GT; den resulterende reduksjonen i den svært immunogene agalepitopen har resultert i reduksjon av forekomsten av hyperakutt avstøtning, men har ikke eliminert andre barrierer for xenotransplantasjon som dysregulert koagulasjon, også kjent som koagulopati.
ulike organ xenotransplantater resulterer i forskjellige responser ved koagulering. For eksempel, nyretransplantasjoner resultere i en høyere grad av koagulopati, eller svekket koagulering, enn hjertetransplantasjoner, mens lever xenografts resultere i alvorlig trombocytopeni, forårsaker mottaker død i løpet av få dager på grunn av blødning. En alternativ koagulasjonsforstyrrelse, trombose, kan initieres av eksisterende antistoffer som påvirker protein c-antikoagulantsystemet. På grunn av denne effekten må svinedonorer screenes grundig før transplantasjon. Studier har også vist at noen svinetransplantasjonsceller er i stand til å indusere menneskelig vevsfaktoruttrykk, og stimulerer dermed blodplate-og monocyttaggregering rundt xenotransplanterte organ, noe som forårsaker alvorlig koagulering. I tillegg kan spontan blodplateakkumulering skyldes kontakt med gris von Willebrands faktor.
på samme måte SOM α 1,ER 3g epitop et stort problem ved xenotransplantasjon, så er også dysregulert koagulasjon en årsak til bekymring. Transgene griser som kan kontrollere for variabel koagulasjonsaktivitet basert på det spesifikke organtransplanterte, vil gjøre xenotransplantasjon til en lettere tilgjengelig løsning for de 70.000 pasientene per år som ikke mottar en menneskelig donasjon av organet eller vevet de trenger.
Fysiologirediger
Omfattende forskning er nødvendig for å avgjøre om dyreorganer kan erstatte de fysiologiske funksjonene til menneskelige organer. Mange problemer inkluderer størrelse-forskjeller i organstørrelse begrenser rekkevidden av potensielle mottakere av xenotransplantater; levetid-levetiden til de fleste griser er omtrent 15 år, for tiden er det ukjent om en xenograft kan vare lenger enn det; hormon – og proteinforskjeller – noen proteiner vil være molekylært inkompatible, noe som kan føre til funksjonsfeil i viktige regulatoriske prosesser. Disse forskjellene gjør også utsiktene til hepatisk xenotransplantasjon mindre lovende, siden leveren spiller en viktig rolle i produksjonen av så mange proteiner; miljø-for eksempel jobber grishjerter på et annet anatomisk sted og under forskjellig hydrostatisk trykk enn hos mennesker;temperatur-kroppstemperaturen til griser er 39 °C(2 °C over gjennomsnittlig kroppstemperatur). Implikasjoner av denne forskjellen, om noen, på aktiviteten til viktige enzymer er for tiden ukjente.
Xenozoonose
Xenozoonose, også kjent som zoonose eller xenose, er overføring av smittestoffer mellom arter via xenograft. Dyr til menneske infeksjon er normalt sjelden, men har skjedd tidligere. Et eksempel på dette er fugleinfluensa, når et influensa a-virus ble overført fra fugler til mennesker. Xenotransplantasjon kan øke sjansen for sykdomsoverføring av 3 grunner: (1) implantasjon bryter den fysiske barrieren som normalt bidrar til å forhindre sykdomsoverføring, (2) mottakeren av transplantasjonen vil bli alvorlig immunsupprimert, og (3) humane komplementregulatorer (CD46, CD55 og CD59) uttrykt i transgene griser har vist seg å fungere som virusreceptorer, og kan også bidra til å beskytte virus mot angrep fra komplementsystemet.Eksempler på virus båret av griser inkluderer svin herpesvirus, rotavirus, parvovirus og circovirus. Porcine herpesvirus og rotavirus kan elimineres fra donorbassenget ved screening, men andre (som parvovirus og circovirus) kan forurense mat og fottøy og deretter infisere flokken igjen. Dermed må griser som skal brukes som organdonorer, være plassert under strenge regler og screenes regelmessig for mikrober og patogener. Ukjente virus, så vel som de som ikke er skadelige i dyret, kan også utgjøre risiko. AV særlig bekymring ER PERVS (svin endogene retrovirus), vertikalt overførte mikrober som legger seg inn i svingenomer. Risikoen med xenosis er todelt, da ikke bare individet kan bli smittet, men en ny infeksjon kan starte en epidemi i den menneskelige befolkningen. PÅ grunn av denne risikoen, HAR FDA foreslått noen mottakere av xenotransplantater skal overvåkes nøye for resten av livet, og karantene hvis de viser tegn til xenosis.Bavianer og griser bærer utallige overførbare midler som er ufarlige i deres naturlige vert, men ekstremt giftige og dødelige hos mennesker. HIV ER et eksempel på en sykdom som antas å ha hoppet fra aper til mennesker. Forskere vet heller ikke om et utbrudd av smittsomme sykdommer kan oppstå, og om de kan inneholde utbruddet selv om de har tiltak for kontroll. Et annet hinder mot xenotransplantater er at kroppens avvisning av fremmedlegemer av immunsystemet. Disse antigenene (fremmedlegemer) behandles ofte med kraftige immunosuppressive stoffer som igjen kan gjøre pasienten sårbar for andre infeksjoner og faktisk hjelpe sykdommen. Dette er grunnen til at organene må endres for å passe til PASIENTENS DNA (histokompatibilitet).I 2005 erklærte Australian National Health And Medical Research Council (NHMRC) et attenårig moratorium for all dyr-til-menneske-transplantasjon, og konkluderte med at risikoen for overføring av dyrevirus til pasienter og det bredere samfunnet ikke var løst.Dette ble opphevet i 2009 etter AT EN NHMRC-gjennomgang uttalte «… risikoen, hvis det er hensiktsmessig regulert, er minimal og akseptabel gitt de potensielle fordelene.», siterer internasjonale utviklingen på styring og regulering av xenotransplantasjon Av Verdens Helseorganisasjon og European Medicines Agency.
Endogen retrovirusesEdit
Endogene retrovirus er rester av gamle virusinfeksjoner, funnet i genomene til de fleste, om ikke alle, pattedyrarter. Integrert i kromosomalt DNA, overføres de vertikalt gjennom arv. På grunn av de mange slettingene og mutasjonene de samler seg over tid, er de vanligvis ikke smittsomme i vertsarter, men viruset kan bli smittsomt i en annen art. PERVS ble opprinnelig oppdaget som retroviruspartikler frigjort fra dyrkede svin nyreceller. De fleste raser av svin havnen ca 50 PERV genomer i DERES DNA. Selv om det er sannsynlig at de fleste av disse er defekte, kan noen være i stand til å produsere smittsomme virus, slik at hvert proviralt genom må sekvenseres for å identifisere hvilke som utgjør en trussel. I tillegg, gjennom komplementering og genetisk rekombinasjon, kan to defekte PERV-genomer gi opphav til et smittsomt virus. Det er tre undergrupper av smittsomme PERVs (PERV-A, PERV-B og PERV-C). Eksperimenter har vist AT PERV-A og PERV-B kan infisere humane celler i kultur. Hittil har ingen eksperimentelle xenotransplantasjoner vist PERV-overføring, men DETTE betyr ikke AT PERV-infeksjoner hos mennesker er umulige. Grisceller har blitt konstruert for å inaktivere alle 62 PERVs i genomet ved HJELP AV CRISPR Cas9 genomredigeringsteknologi, og eliminert infeksjon fra grisen til humane celler i kultur.
EthicsEdit
Xenografts har vært en kontroversiell prosedyre siden de først ble forsøkt. Mange, inkludert dyrerettighetsgrupper, er sterkt imot å drepe dyr for å høste sine organer til menneskelig bruk. Ingen av de store religionene protesterer mot bruk av genmodifiserte grisorganer for livreddende transplantasjon. Generelt har bruken av gris og ku vev hos mennesker blitt møtt med liten motstand, lagre noen religiøse tro og noen filosofiske innvendinger. Eksperimentering uten samtykke doktriner blir nå fulgt, noe som ikke var tilfelle tidligere, noe som kan føre til nye religiøse retningslinjer for videre medisinsk forskning på uttalt økumeniske retningslinjer. «Common Rule» er usas bioetiske mandat fra 2011.
Historien Om Xenotransplantasjon I Etikkrediger
i begynnelsen av det 20.århundre, da studier Av Xenotransplantasjon bare begynte, var det få som stilte spørsmål ved moralen i Den, og vendte seg til dyr som et «naturlig» alternativ til allografter. Mens satiriske skuespill spottet Xenografere som Serge Voronoff, og noen bilder som viste følelsesmessig distraught primater dukket opp – som Voronoff hadde fratatt sine testikler-ble det ennå ikke gjort alvorlige forsøk på å stille spørsmål til vitenskapen basert på dyrerettighetsproblemer. Xenotransplantasjon ble ikke tatt alvorlig, i Hvert Fall I Frankrike, i løpet av første halvdel av det 20.århundre.
Informert samtykkerediger
Autonomi og informert samtykke er viktig når man vurderer fremtidig bruk av xenotransplantasjon. En pasient som gjennomgår xenotransplantasjon bør være fullt klar over prosedyren og bør ikke ha noen ytre kraft som påvirker deres valg. Pasienten bør forstå risikoen og fordelene ved en slik transplantasjon. Det har imidlertid blitt foreslått at venner og familiemedlemmer også bør gi samtykke, fordi konsekvensene av transplantasjon er høye, med potensial for sykdommer og virus som krysser over til mennesker fra transplantasjonen. Nære kontakter er i fare for slike infeksjoner. Overvåking av nære relasjoner kan også være nødvendig for å sikre at xenozoonose ikke forekommer. Spørsmålet blir da: blir pasientens autonomi begrenset basert på venners og familiens vilje eller uvilje til å gi samtykke, og er prinsippene om konfidensialitet brutt?
sikkerheten til folkehelsen er en faktor som skal vurderes. Hvis det er noen risiko for publikum i det hele tatt for et utbrudd fra transplantasjon må det være prosedyrer på plass for å beskytte publikum. Ikke bare må mottakeren av transplantasjonen forstå risikoen og fordelene, men samfunnet må også forstå og samtykke til en slik avtale.Etikkomiteen i International Xenotransplantation Association peker på at et stort etisk problem er samfunnsmessig respons på en slik prosedyre. Forutsetningen er at mottakeren av transplantasjonen vil bli bedt om å gjennomgå livslang overvåking, noe som vil nekte mottakeren muligheten til å avslutte overvåkingen når som helst, som er i direkte motsetning Til Helsinkideklarasjonen OG US Code Of Federal Regulations.In i 2007 ble xenotransplantasjon forbudt i alle land unntatt Argentina, Russland og New Zealand. Siden da har øvelsen bare blitt utført for behandling av diabetes type 1 for å tjene som erstatning for insulininjeksjoner.Det er et prinsipp som Ble unnfanget Av Tom Beauchamp Og James Childress som legger vekt på pasientens autonomi, ikke-maleficence, beneficence og justice. Disse prinsippene omhandler informert samtykke, Den Hippokratiske Ed om å ikke skade, anvende sine ferdigheter til å hjelpe andre, og beskytte andres rettigheter til kvalitetspleie, henholdsvis.
Retningslinjer For Xenotransplantasjon I Usa
Food And Drug Administration (FDA) har også uttalt at hvis en transplantasjon finner sted, må mottakeren gjennomgå overvåking for resten av mottakerens levetid og frafalle sin rett til å trekke seg tilbake. Årsaken til at det kreves livslang overvåking skyldes risikoen for akutte infeksjoner som kan oppstå. FDA foreslår at et passivt screeningsprogram bør implementeres og bør forlenge mottakerens levetid.