과제: 현재 미국에서 5세 미만의 약 250명의 어린이가 심장 기증 대기자 명단에 올라 있다. 이식 대상자는 크기가 작기 때문에 성인의 심장을 받을 수 없다. 비슷한 크기의 어린이의 심장을 기다려야 한다.
그러한 장기의 공급이 제한되어 있기 때문에 심장 기증을 기다리는 2세 미만 어린이의 약 30%가 심장 기증이 가능해지기 전에 사망한다.
돼지 심장: 매사추세츠에 본사를 둔 생명 공학 회사인 eGenesis는 인간 이식에 적합하도록 돼지 장기를 유전 공학으로 조작하여 세계적인 장기 부족을 종식시키기 위해 노력하고 있으며 첫 번째 수혜자 중 일부는 새로운 심장이 필요한 2세 미만의 어린이가 될 계획이다.
eGenesis와 관련이 없는 머독 아동 연구소 생명윤리학자인 크리스 진겔(Chris Gyngell)은 "사실 소아과 환자는 다른 옵션이 훨씬 적기 때문에 임상적 필요가 더 크다."라고 말했다.
작동 방식: 의사들은 수세기 동안 동물 장기와 조직을 사람에게 이식하는 이종 이식 실험을 해왔으며 거의 모든 시도는 환자의 신체가 거의 즉시 장기를 거부하는 것으로 끝났다.
돼지 심장에서 이러한 일이 발생할 가능성을 최소화하기 위해 eGenesis는 유전자 편집 기술 CRISPR을 사용하여 돼지의 DNA를 70개 이상 편집한다.
편집 중 일부는 인간 면역 체계를 촉발할 가능성이 있는 단백질을 만드는 돼지 유전자를 제거하고 다른 편집은 eGenesis가 장기 거부를 예방하는 데 도움이 될 것이라고 믿는 인간 유전자를 추가한다. 그러나 대부분은 돼지의 유전자 코드에 DNA를 숨긴 내인성 레트로바이러스라고 하는 고대 바이러스가 이식 후 복제할 수 없도록 설계되었다.
eGenesis는 돼지의 몸에서 가져온 세포에 대해 이러한 편집을 수행한다. 그런 다음 돼지 난자 세포에서 핵을 제거하고 편집된 체세포의 핵으로 대체한다. 이 과정(체세포 핵 이식)은 대리 모돈에 이식할 수 있는 배아를 생성한다.
모돈의 새끼 돼지가 태어나고 적당한 크기로 자라면 장기를 적출할 수 있다.
최신: eGenesis는 수백 마리의 유전자 변형 돼지를 만들었으며 그 중 일부는 이제 4년이 넘었다고 말한다. 이제 목표는 2024년 말 이전에 적절한 인간 기증자를 찾을 수 없는 심각한 심장 결함이 있는 2세 미만의 어린이에게 돼지 심장을 이식할 수 있도록 준비하는 것이다.
이에 대비해 우선 새끼 비비 12마리에게 돼지 심장을 이식할 계획이다.
지금까지 두 번의 수술이 있었고 두 경우 모두 수술 합병증으로 동물이 사망했다. 첫 번째는 IV 차단으로 인해 하루 안에, 두 번째는 개코원숭이의 혈관을 돼지 심장에 연결하는 외과의가 직면한 문제로 인해 9일 후에 사망했다.
eGenesis의 CEO이자 사장인 마이크 커티스(Mike Curtis)는 외과의사들이 향후 이식에서 동일한 외과적 합병증에 직면할 것으로 예상하지 않으며 전체 팀은 절차 후 돼지 심장 자체가 수행하는 방식에 만족했다고 말했다.
"[두 경우 모두] 심장 자체가 잘 뛰고 있었다."라고 커티스는 말했다. "지금까지 처음 두 개는 심장 성능에서 매우 고무적이다. 심장이 좋아 보인다."
큰 그림: 아기 개코원숭이에서 eGenesis의 돼지 심장의 성능은 이종이식 세계에서 가장 최근의 유망한 발전이다.
2022년 1월 메릴랜드의 외과의사들은 Revivicor사가 만든 유전자 조작 돼지의 심장을 인간 이식을 받을 수 없는 말기 심부전 환자에게 이식했다. 그런 다음 그는 여러 요인의 조합으로 인해 죽기 전에 두 달 이상 살았다.
소생 돼지 심장은 또한 뇌사 상태로 생명 유지 장치를 사용 중인 두 사람에게 이식되었다. 두 경우 모두 심장이 잘 작동했으며 거부의 징후가 없었다. 한편 회사의 돼지 신장은 뇌사 환자에서도 잘 수행되었다. (3가지 경우 모두 환자가 원래 그랬던 것처럼 3일 후에 생명 유지 장치를 해제하는 것으로 연구가 종료되었다.)
한편 eGenesis는 최근 생명을 구하는 유전자 편집 돼지 신장 이식을 받은 원숭이 25마리 중 17마리가 어떻게 최소 60일 동안 살았는지 자세히 설명하는 논문을 발표했다. 커티스에 따르면 돼지 신장을 가진 일부 원숭이는 수술 후 1년 이상 살아 있다.
궁극적으로, 수세기에 걸친 실망스러운 결과 이후 마침내 이종 이식이 실제로 성인과 어린이 모두의 장기 부족을 종식시키는 데 도움이 될 수 있는 것처럼 보이기 시작했다.
