העולם צריך יותר איברים להשתלות

דמיינו שאתם חולים מאוד, וזקוקים ללב או לכִּלְיה חדשים כדי לשרוד, אבל נאמר לכם שייתכן שתצטרכו לחכות שנים – אם בכלל יהיה איבר זמין בשלב כלשהו. זוהי המציאות עבור אלפי אנשים הזקוקים להשתלות איברים. בעוד שהליכים מצילי חיים אלה עזרו למיליונים, הביקוש לאיברים עולה בהרבה על ההיצע. מאחורי כל השתלה נמצאים אנשים – לעתים קרובות חולים מאוד – שעשויים להזדקק לתמיכת מכונות כדי להישאר בחיים בזמן שהם ממתינים לאיבר. עבור משפחות רבות, כל יום שעובר ללא איבר זמין הוא מרוץ נגד הזמן.

השתלות איברים מסתמכות על תורמי איברים – אנשים המספקים איבר, בין אם לאחר מותם, ובין אם כשהם עדיין בחיים (למשל, במקרים של תרומת כליה אחת, או חלק מהכבד). האדם שבו מבצעים את ההשתלה נקרא מקבל האיבר. בדרך כלל, האיברים המושתלים הם כליות, לבבות, כבדים וריאות, אך רשימות ההמתנה לאיברים אלה ארוכות. בארצות הברית, יותר מ-100,000 איש ממתינים להשתלת איברים, אך רק כ-30,000 השתלות יתרחשו השנה. חלק מהחולים עשויים להמתין לאיבר שנים רבות, ולמרבה הצער, רבים מהם אינם שורדים זמן רב כל כך.

אפילו כאשר איבר מתאים הופך זמין, מתעורר אתגר גדול נוסף: דחייה. מערכת החיסון של המושתל, המגנה על הגוף מפני פולשים מסוכנים, עשויה להתייחס לאיבר המושתל בתור פולש לא מוכר ולתקוף אותו, כפי שהייתה מתייחסת לנגיף או לחיידק. כדי למנוע זאת, המטופלים נוטלים תרופות להחלשת מערכת החיסון שלהם, אך לתרופות אלו יש תופעות לוואי, ונוסף לכך, הן לא תמיד מצליחות למנוע את הדחייה.

כדי להתמודד עם המחסור באיברים, המדענים חוקרים מקור מפתיע: בעלי חיים, ובפרט חזירים (איור 1). תחום חדש, הנקרא קְסֵנוֹטְרַנְסְפְּלַנְטַצְיָה (שימוש באיברים מבעלי חיים), עוסק בחקר השימוש באיברים מבעלי חיים כדי להציל חיי אדם. עם זאת, אם גוף האדם יכול לדחות איבר מאדם אחר, כיצד יוכל לקבל איבר ממין אחר לחלוטין?

טכנולוגיה מתפתחת: איברים שעברו עריכה גנטית

כדי להתאים איברים של בעלי חיים להשתלה בבני אדם, המדענים משתמשים בכלי רב-עוצמה הנקרא עריכת גנים. עריכת גנים מאפשרת למדענים לבצע שינויים מדויקים בדנ”א – ”הוראות ההפעלה” המורות לתאים כיצד לגדול ולתפקד. אחד הכלים הנפוצים ביותר לעריכת גנים נקרא CRISPR-Cas9. אפשר לחשוב על טכניקה זו כעל זוג מספריים מולקולריים שיכולים ”לחתוך” ו”להדביק” פיסות נבחרות של דנ”א, בדיוק במקום שבו הן נחוצות.

השתלת איברים ערוכים גנטית שמקורם בבעלי חיים מסייעת בהתמודדות עם שתי בעיות מרכזיות; ראשית, מערכת החיסון האנושית רואה באופן טבעי איבר של חזיר בתור איום, ותוקפת אותו – מה שגורם לדחייה. כדי למנוע זאת, המדענים עורכים את הדנ”א של החזירים בעודם עובָּרים, הרבה לפני שהם נולדים. שינויים אלה כוללים ”כיבוי” של גנים מסוימים של חזירים שמערכת החיסון האנושית מגיבה אליהם, והוספת גנים אנושיים לדנ”א של החזיר, כדי שהתאמת האיבר לגוף האדם תהיה גבוהה יותר. איברי החזיר מתפתחים עם העריכות שנעשו, וכאשר הם גדולים מספיק, הם מוכנים להשתלה. הבעיה השנייה שעריכת הגנים מסייעת לפתור היא סוגיית הבטיחות; בדומה לבני אדם ולבעלי חיים אחרים רבים, לחזירים יש שאריות דנ”א של נגיפים (וירוסים) בתוך הדנ”א שלהם - מעין ”צלקות גנטיות” ישנות מזיהומים שאבותיהם סבלו מהם לפני דורות רבים. פיסות הנגיף הללו בדרך כלל לא מזיקות, אך קיים סיכוי קטן שהן ”יתעוררו”, ויזיקו לאנשים לאחר ההשתלה. באמצעות עריכת הגנים, המדענים יכולים להסיר את הגנים של הנגיפים הללו, ולהפוך את האיברים לבטוחים יותר עבור המקבלים.

בעזרת העריכה הגנטית, מדענים יכולים להנדס לבבות או כליות של חזירים, כך שיפעלו בתוך הגוף האנושי מבלי לגרום נזק (איור 1). במקרים מסוימים, מדענים צריכים לבצע בחזיר מספר עריכות גנטיות – בדרך כלל בסביבות 10, אך לפעמים עד כ- 69 – כדי להבטיח את בטיחותם ויעילותם של האיברים בהשתלה [1].

טכנולוגיה להצלה!

הפוטנציאל להצלת חיים בשימוש באיברים שעברו עריכה גנטית מראה תוצאות מבטיחות. בשנת 2024, רופאים השתילו בהצלחה כליה מחֲזיר בחולה אנושי [2]. הליך פורץ דרך זה הראה כי השתלת איברים שמקורם בבעלי חיים יכולה להצליח, וסלל את הדרך להתקדמות עתידית. החולה חי במשך חודשיים לאחר הניתוח, ומותו לא היה קשור להשתלה. גם לבבות חזיר שעברו עריכה גנטית הושתלו בבני אדם [3, 4]. בעוד שחולים אלה לא שרדו לאורך זמן, המקרים המוקדמים הללו מספקים מידע חשוב על שיפור הטכנולוגיה ובטיחותהּ.

איברי חזיר שעברו עריכה גנטית יכולים גם לסייע בטיפול במחלות כמו סוכרת. הסוכרת מתרחשת כאשר הלבלב, האיבר המייצר אינסולין, מפסיק לתפקד כראוי ולא מייצר מספיק ממנו. האינסולין מסייע בהעברת סוכר מהדם לתאי הגוף, שמשתמשים בו בתור מקור לאנרגיה. אנשים עם סוכרת מסוג 1 מטופלים לעתים קרובות בזריקות אינסולין יומיות, המאפשרות להם לנהל את רמת הסוכר בדם.

כיום, מדענים בוחנים את האפשרות להשתיל בחולי סוכרת תאים מייצרי אינסולין, הנקראים אִיֵּי לַנְגֶרְהַנְס, שמקורם בלבלבים של חזירים שעברו עריכה גנטית (איור 1). תאים אלה עשויים לשקם את תפקוד הלבלב. כמו כן, הם עשויים להפחית ואף לייתר את הצורך בזריקות יומיות.

חזירים שעברו עריכה גנטית יכולים לספק תאים לטיפול במצבים אחרים. מחלת פרקינסון היא מצב במוח, המשפיע על תנועה ועל קואורדינציה. ייתכן שנוכל לטפל בחולי פרקינסון בהשתלת תאי מוח של חזירים, שיוכלו להחליף תאים פגומים במוח האנושי ולשפר את התסמינים ואת איכות החיים של המטופלים. המדענים חוקרים גם כיצד תאים מֵחֲזִירִים שעברו עריכה גנטית עשויים לתקן רקמות פגועות אחרות, או לטפל במחלות כמו אי-ספיקת כבד.

אתגרים גדולים יותר, הזדמנויות גדולות יותר

אף על פי שיש עוד עבודה רבה לפנינו, השימוש באיברים מבעלי חיים, שעברו עריכה גנטית לצורך השתלת איברים הוא צעד מבטיח, המקדם אותנו לקראת פתרון המחסור באיברים. אחד המכשולים הגדולים שנותרו הוא הסיכון לדחיית איברים. אפילו כאשר עורכים את הגנים, הרופאים חייבים לעקוב בקפדנות אחר מצבם של המטופלים, ולהשתמש בתרופות מיוחדות כדי לעזור לגופם לקבל את ההשתלות. המדענים מנסים להמשיך ולשפר את תהליך עריכת הגנים, כדי שאיברי החזיר יתאימו אף יותר להשתלות בגוף האנושי.

אחת הדאגות הנוספות היא בטיחות. כפי שציינו, הדנ”א של החזירים מכיל באופן טבעי נגיפים שעלולים לפגוע בבני אדם, אם יועברו בהשתלה. הסרת הגנים של הנגיפים באמצעות כלי עריכת גנים מפחיתה סיכון זה, אך יש צורך בבדיקות נוספות כדי לוודא שההשתלות בטוחות לחלוטין.

מעבר לכך, עלינו להתמודד גם עם שאלות מוסריות. לדוגמה, כיצד אנו מאזנים בין הצורך להציל חיי אדם לבין הבטחת רווחתם של בעלי החיים המשמשים להשתלות? ההתמודדות עם הסוגיות החשובות הללו יעצבו את האופן שבו אנו מפתחים ומתנהלים עם השתלות איברים מבעלי חיים בעתיד.

אם נמשיך לחקור ולפתח את תחום העריכה הגנטית, ונצליח להתגבר על האתגרים שהיא מציבה בפנינו, השתלות איברים שמקורם בבעלי חיים עשויות, בסופו של דבר, להציל אלפי חיים מדי שנה. דמיינו עולם שבו אנשים לא צריכים לחכות שנים לאיבר מציל חיים, או לדאוג שגופם ידחה את ההשתלה. מדענים, רופאים וקובעי מדיניות עובדים בשיתוף פעולה כדי להפוך את החזון הזה למציאות, ונותנים תקווה לחולים ולמשפחותיהם ברחבי העולם.

מילון מונחים

השתלת איברים (Organ Transplant): ↑ הליך רפואי שבו מכניסים איבר בריא מאדם או מבעל חיים אחד לגופו של אדם אחר, כדי להחליף איבר פגוע או כזה שאינו מתפקד.

תורם (Donor): ↑ אדם או בעל חיים שנותן איבר להשתלה לאחר פטירתו, או, במקרים מסוימים, בעודו בחיים.

מקבל האיבר (Recipient): ↑ האדם שבו האיבר מושתל.

דחייה (Rejection): ↑ מצב שבו מערכת החיסון של המושתל מתייחסת אל האיבר המושתל כאל איום, ובעקבות זאת תוקפת אותו ופוגעת בו.

מערכת החיסון (Immune System): ↑ מערכת ההגנה של הגוף הנלחמת בחיידקים וזיהומים. לעיתים היא יכולה לתקוף איבר מושתל, במחשבה שהוא פולש מסוכן.

קְסֵנוֹטְרַנְסְפְּלַנְטַצְיָה (שימוש באיברים מבעלי חיים) (Xenotransplantation): ↑ השתלת איברים או תאים ממין אחד (למשל, חזירים) במין אחר (למשל, בני אדם).

עריכת גנים (Gene Editing): ↑ תהליך המאפשר למדענים לשנות את הדנ”א (הוראות ההפעלה של התאים), כדי לשפר את התאמתם של בעלי חיים או של צמחים למטרות מסוימות, כמו יצירת איברים שמתאימים לבני אדם.

הצהרת כלי בינה מלאכותית

טקסט חלופי הנלווה לאיורים במאמר זה נוצר על ידי פרונטירז בסיוע כלי בינה מלאכותית, ונעשו מאמצים על מנת להבטיח את דיוקו, כולל בדיקה על ידי כותבי המאמר כאשר הדבר התאפשר. אם ברצונכם לדווח על בעיה, אנו צרו איתנו קשר.

הצהרת ניגוד אינטרסים

המחברים מצהירים כל המחקר נערך בהעדר כי קשר מסחרי או פיננסי שיכול להתפרש כניגוד אינטרסים פוטנציאלי.