Rencontrez les porcs qui pourraient résoudre la crise des greffes d'organes humains

Photo de bébés cochons sous une lumière Laetitia Vançon

L'installation se trouve à mi-chemin entre le centre-ville de Munich et son aéroport international, à environ 23 miles au nord. De l'extérieur, il ressemble toujours à la ferme d'État qu'il était autrefois, mais regardez par les fenêtres de l'ancienne ferme et vous verrez des pièces remplies d'équipements de laboratoire de pointe.

Dans un bâtiment plus récent à l'arrière de la ferme, Barbara Kessler retire ses baskets et s'asperge pieds et mains nus d'antiseptique. La vétérinaire nerveuse enjambe une ligne enregistrée dans la salle de douche, laissant derrière elle tout ce qu'elle peut du monde extérieur : vêtements, montre, boucles d'oreilles. Elle frotte son corps et ses cheveux - une coupe à la mode, il est donc plus facile de gérer ces lavages fréquents.

Après la douche, elle trouve sa taille parmi les piles de vêtements fournies et enfile un pantalon noir, une chemise rouge et des Crocs noirs. À l'extérieur de la cabine d'essayage, elle ajoute un bonnet en tricot noir pour empêcher même ses cheveux courts de transmettre des germes, puis avance à grands pas dans le couloir jusqu'à la salle des bottes, où elle enfile soigneusement des bottes en caoutchouc à hauteur du genou qui sont lavées à l'électricité. après chaque port.

HEUREUX VANÇON

Toutes ces précautions visent à protéger les animaux non réputés pour leur propreté : les cochons. Et une fois que Kessler ouvre la porte des enclos intérieurs, l'odeur est indéniable. C'est une porcherie, après tout.

Lorsque Kessler déverrouille un enclos pour montrer son résident, une jeune truie sort et commence à explorer. Comme les autres cochons ici, la truie est laissée sans nom, afin que ses soignants ne s'attachent pas trop. Elle doit être ramenée derrière une porte en métal. Pour un œil non averti, elle agit et ressemble à peu près à n'importe quel autre cochon, mais en plus petit.

C'est ce qu'il y a à l'intérieur de cet animal qui compte. Son corps a été rendu un peu moins porcin, avec quatre modifications génétiques qui rendent ses organes plus susceptibles d'être acceptés lorsqu'ils sont transplantés chez un humain. Si tout se passe comme prévu, le cœur qui pompe activement à l'intérieur d'un cochon comme celui-ci pourrait un jour battre à la place d'une personne.

Différents types de tissus provenant de porcs génétiquement modifiés sont déjà testés chez l'homme. En Chine, des chercheurs ont transplanté des cellules d'îlots pancréatiques producteurs d'insuline de porcs génétiquement modifiés à des personnes atteintes de diabète. Une équipe en Corée du Sud dit qu'elle est prête à essayer de transplanter des cornées de porc sur des personnes, une fois qu'elle aura obtenu l'approbation du gouvernement. Et au Massachusetts General Hospital, des chercheurs ont annoncé en octobre qu'ils avaient utilisé de la peau de porc génétiquement modifiée comme pansement temporaire pour une personne gravement brûlée. Le patch cutané, disent-ils, fonctionnait aussi efficacement que la peau humaine, qui est beaucoup plus difficile à obtenir.

Mais lorsqu'il s'agit d'organes de vie ou de mort, comme le cœur et le foie, les chirurgiens transplanteurs doivent toujours compter sur des parties humaines. Un jour, selon le rêve, des porcs génétiquement modifiés comme cette truie seront tranchés, leurs cœurs, reins, poumons et foies expédiés vers des centres de transplantation pour sauver de la mort des patients désespérément malades.

Dans la banlieue de Munich, en Allemagne, des chercheurs du Center for Innovative Medical Models Facility de l'Université Ludwig-Maximilians élèvent des porcs génétiquement modifiés, dans l'espoir d'utiliser à terme les organes de leurs descendants pour des greffes humaines. Laetitia Vançon

La mort de bébé Fae

Aujourd'hui aux États-Unis, 7 300 personnes meurent chaque année parce qu'ils ne trouvent pas de donneur d'organes - les deux tiers d'entre eux faute de rein . Dans de nombreux cas, le seul espoir est la tragédie de quelqu'un d'autre : un accident qui tue quelqu'un dont les organes peuvent être prélevés.

Les chirurgiens à la recherche d'une autre source d'organes se sont d'abord tournés vers les singes, car ce sont les animaux qui nous ressemblent le plus. En 1984, une petite fille connue sous le nom de Baby Fae a reçu un cœur de babouin mais est décédée 20 jours plus tard , après que son système immunitaire l'ait attaqué. La courte vie et la mort rapide de Baby Fae ont attiré l'attention du monde entier; beaucoup ont condamné l'idée de tuer nos plus proches parents animaux pour nous sauver. Une article d'opinion par un cardiologue du Washington Post a décrit la procédure comme de l'aventurisme médical. Un autre, dans le Journal d'éthique médicale , était titré Baby Fae: A bestial business.

Puis, dans les années 1990, les chercheurs et les sociétés de biotechnologie se sont tournés vers les porcs comme donneur de choix. Depuis que nous mangeons des porcs (120 millions d'entre eux par an rien qu'aux États-Unis), prélever leurs organes semblait moins lourd moralement pour beaucoup. Scientifiquement, leurs organes ont à peu près la bonne taille, avec une anatomie similaire, et les porcs atteignent l'âge adulte en six mois environ, beaucoup plus rapidement que les primates. Mais un problème s'est posé : les porcs hébergent des virus qui pourraient faire le saut vers les humains. De plus, avec le simple génie génétique disponible à l'époque, les organes transplantés n'ont pas duré longtemps lorsqu'ils ont été testés sur des singes. Ils étaient simplement, génétiquement parlant, trop étrangers.

Lorsqu'il s'agit d'organes de vie ou de mort, comme le cœur et le foie, les chirurgiens transplanteurs doivent toujours compter sur des parties humaines.

Plus de deux décennies plus tard, les progrès du génie génétique ont ravivé la perspective des soi-disant xénogreffes. La source de débat la plus brûlante dans le domaine : combien de modifications génétiques sont nécessaires chez des porcs comme ceux-ci pour surmonter la barrière des espèces. Une société américaine bien financée, eGenesis, qui mène le camp du plus c'est mieux, affirme avoir apporté un nombre à deux chiffres de changements aux porcs qu'elle élève avec une société sœur en Chine.

Les Allemands de l'usine de Munich sont dans le camp du moins c'est plus. Les porcs avec lesquels ils travaillent ont trois modifications génétiques clés effectuées à l'origine il y a plus de dix ans, toutes conçues pour empêcher les babouins et les humains de rejeter leurs organes. L'inactivation d'un gène qui produit un sucre appelé galactosyltransférase a empêché le système immunitaire du receveur de rejeter immédiatement un organe d'une espèce différente. Le deuxième changement a ajouté un gène exprimant le CD46 humain, une protéine qui aide le système immunitaire à attaquer les envahisseurs étrangers sans réagir de manière excessive et sans provoquer de maladie auto-immune ; le troisième a introduit un gène pour une protéine appelée thrombomoduline, qui empêche les caillots sanguins qui détruiraient autrement l'organe transplanté.

Un plus petit nombre de modifications peut être mieux contrôlé et mesuré, et leurs effets sont plus faciles à documenter, explique Eckhard Wolf, qui dirige cette ancienne ferme d'État à la périphérie de Munich, maintenant appelée Centre pour les modèles médicaux innovants. Si quelque chose ne va pas, comme cela arrive souvent dans la xénotransplantation, on saura où se situe le problème. Avec plus de modifications viennent plus de problèmes potentiels. À un moment donné, vous êtes dans une situation où vous n'avez aucune idée de ce que fait une modification génétique supplémentaire, dit-il.

La taille d'un cœur

En 2018, des cœurs de porcs du centre de Munich ont été transplantés sur 14 babouins. Deux des singes ont survécu pendant six mois, le plus long qu'un animal ait vécu avec un cœur d'une autre espèce. Dans un rapport en La nature En décembre dernier, les chercheurs allemands ont décrit leur réalisation comme une étape importante sur la voie de la xénotransplantation cardiaque clinique.

La vétérinaire Barbara Kessler montre les plus jeunes porcelets de son établissement. Laetitia Vançon

Sur les cinq premiers babouins à avoir un cœur de porc, quatre sont morts en un jour ou deux, et lorsque le cinquième est mort au bout d'un mois, son cœur était malade. Dans le prochain lot de babouins, le collaborateur de Wolf, Bruno Reichart, un chirurgien de transplantation cardiaque à la retraite, a inondé l'organe de nutriments, d'hormones et de globules rouges à partir du moment où il a été retiré du porc jusqu'à ce qu'il soit pleinement fonctionnel chez l'animal receveur. Trois babouins traités avec cette approche ont vécu 18, 27 et 40 jours.

Les cinq derniers babouins ont eu la même procédure mais ont également été maintenus sous un médicament immunosuppresseur. Deux ont vécu 182 et 195 jours, mais ils ont dû être euthanasiés l'année dernière alors qu'ils étaient encore en bonne santé, car il était si difficile de poursuivre la thérapie anti-rejet. Il n'est pas pratique de laisser une voie intraveineuse dans un babouin pendant plus de six mois. Mais ce n'est pas non plus une chose simple de convaincre un babouin de se droguer. Comme les jeunes enfants, ils résistent à boire tout ce qui sent le médicament.

Reichart dit qu'il travaille sur un meilleur système de livraison qui permettra aux babouins de rester sur les médicaments anti-rejet pendant au moins un an - le temps qu'il dit être nécessaire pour prouver que la xénotransplantation est prête à être testée chez l'homme.

À mi-chemin de leur étude sur les babouins, cependant, Wolf et Reichart ont remarqué un problème imprévu : les cœurs, récoltés sur des cochons juvéniles pour s'assurer qu'ils étaient assez petits pour les babouins, continuaient de croître comme s'ils étaient encore destinés à maintenir en vie un 600 livres ( 270 kilogrammes) cochon. Le cœur transplanté pesait 62 % de plus qu'un cœur de babouin typique : prolifération cardiaque massive, car leur papier l'a décrit. Chez les babouins, les nouveaux cœurs ont évincé d'autres organes essentiels et, dans quelques cas, ont causé la mort de l'animal.

Après avoir pris une douche, s'être lavé les cheveux et enfilé des vêtements stériles, Kessler regarde dans une pièce abritant les porcs de recherche.

À l'élevage porcin, Kessler m'a montré la solution de Wolf à ce problème : deux truies sœurs, créées avec une autre modification génétique CRISPR. Les chercheurs ont éteindre le gène du récepteur de l'hormone de croissance (GHR) des animaux, leur laissant environ la moitié du poids d'un porc typique. Les deux font pencher la balance à environ 175 livres (79 kg), contre près de 400 livres pour une truie normale. La sœur enceinte se tenait de l'autre côté du couloir, seule dans un enclos face au mur. Des barres de métal l'empêchaient de s'allonger contre les murs, une précaution pour protéger la litière des porcelets. Bien qu'elle ait été élevée avec un cochon mâle de taille normale, environ la moitié de sa progéniture devrait manquer son gène GHR.

Le coût de l'épargne à vie

Il n'est pas bon marché de créer un porc génétiquement modifié, puis de l'élever au niveau requis par la Food and Drug Administration des États-Unis et d'autres agences qui réglementeraient les greffes de porc à l'homme dans le monde. Kessler et ses collègues clonent des embryons de porc en mettant le matériel génétique souhaité dans des œufs collectés les lundis et mardis dans un abattoir local. Pour minimiser les germes, chaque nouvelle lignée de porcs doit commencer par concevoir l'animal dans une boîte de laboratoire, l'accoucher par césarienne et le séparer de sa mère à la naissance. Les générations ultérieures sans germes ne nécessitent pas autant de précautions et ne coûtent qu'environ 10 fois le prix de l'élevage d'un cochon pour le bacon et le porc, dit Kessler.

Environ 120 porcs adultes génétiquement modifiés et 150 porcelets vivent dans cette ferme porcine (l'une des rares au monde), mais même elle ne peut pas se permettre d'élever des porcs au niveau qui sera nécessaire avant qu'un organe ne soit transplanté sur une personne. La subvention gouvernementale de Wolf ne couvrira pas le coût des filtres HEPA pour purifier l'air dans chaque pièce de l'élevage porcin, ou pour irradier les granulés alimentaires végétariens spéciaux qui sont transportés par camion. Les chercheurs ont fait pression pendant des années pour obtenir des fonds pour construire une clôture périphérique pour éloignez les sangliers et leurs germes de la propriété.

Le chercheur scientifique Kurome Mayuko se prépare à travailler avec des embryons de porc, introduisant des modifications génétiques qui, espérons-le, rendront leurs organes transplantés plus acceptés par les humains. LAETITIA VANCON

Reichart dit qu'il a juste besoin d'un financement pour terminer un autre essai, en gardant les babouins en vie pendant une année complète avec le cœur des porcs, avant qu'il ne soit prêt à les tester chez l'homme. D'autres groupes se rapprochent également. En Floride, le chirurgien transplantologue Joseph Tector, récemment transféré à l'Université de Miami, dit qu'il a juste besoin de temps pour construire une installation porcine comme celle de Wolf seulement plus stricte, puis il sera prêt à tester les reins de porc chez l'homme. L'Université d'Alabama-Birmingham dispose d'une installation porcine pour soutenir les transplantations cliniques, avec des experts qui examinent à la fois les cœurs et les reins. Leur premier essai clinique de xénotransplantation pourrait porter sur des bébés nés avec des malformations cardiaques congénitales. Un cœur de porc pourrait servir - comme on l'espérait pour Baby Fae - un pont jusqu'à ce qu'ils puissent recevoir un cœur humain.

Reichart dit qu'il ne le fait pas avoir besoin être le premier à réussir une xénogreffe. Mais il pense qu'il est susceptible d'être parmi les premiers, car il est si proche. Après des décennies de recherche, les porcs du laboratoire de Munich pourraient bien être ceux qui permettent aux chirurgiens de briser la barrière des espèces.

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