Клуб выпускников МГУ: Ученые из РФ первыми в мире успешно пересадили "сердце" иммунной системы

Тимус (вилочковая железа) к старости отмирает, из-за этого перестает нормально функционировать иммунная система. Если бы научились пересаживать тимус, это, вероятно, радикально повлияло бы на увеличение продолжительности жизни. Между прочим в новой Номенклатуре медицинских услуг, утвержденной приказом Минздрава Росси от 13 октября 2017 г. N 804н, как ни в чем ни бывало уже присутствует такая услуга: "A16.06.001.
Трансплантация тимуса".

МОСКВА, 14 ноя - РИА Новости. Российские ученые в рамках проекта Фонда перспективных исследований (ФПИ) первыми в мире разработали успешную методику, которая позволяет без отторжения пересаживать чужеродную вилочковую железу (орган, ответственный за созревание клеток иммунной системы), заявил РИА Новости заместитель руководителя Федерального медико-биологического агентства (ФМБА) России Максим Забелин.

"В рамках проектов ФПИ российские ученые успешно разработали новые экспериментальные подходы к преодолению трансплантационного иммунитета. Группой исследователей Института иммунологии ФМБА России впервые в мире разработана экспериментальная методика целенаправленного замещения тканей иммунной системы лабораторных животных на генетически чужеродные", - сказал Забелин.

На мышах работает

По его словам, методика включает трансплантацию генетически чужеродной вилочковой железы (тимуса), что обеспечивает формирование новой полноценно функционирующей иммунной системы. В настоящее время большая часть исследований по регенерации тимуса выполняется на лабораторных мышах.

Выяснение того, работают ли эти методы на человеке - это настоящая и будущая большая задача, отметил собеседник агентства.

"На сегодня достигнуто полное сохранение функциональности и структуры органа в течение времени, сопоставимого с продолжительностью жизни животных", - добавил Забелин.

Как добавил руководитель проектной группы ФПИ Александр Варлачев, особенно важно то, что после трансплантации не требуется дополнительного использования средств и методов иммуносупрессии, как это делается во всех случаях пересадки чужеродных тканей с целью преодоления их отторжения иммунной системой получателя.

"В настоящее время исследования по развитию новых методов иммунокоррекции продолжаются, для чего в Институте иммунологии ФМБА России при поддержке ФПИ работает группа ученых и формируется новая лаборатория. Принципиально важно то, что Институт иммунологии не только проводит фундаментальные исследования, но и является одним из ведущих отечественных лечебных учреждений в области иммунологии и аллергологии", - уточнил Варлачев.

Тимус и долголетие

"Несмотря на достижения современной медицины, эффективных методов восстановления вилочковой железы в настоящее время не существует, хотя их разработка могла бы помочь решить множество проблем, связанных со снижением иммунитета", - уточнили в ФПИ.

Поиском способов восстановления иммунной системы, включая вилочковую железу, занимается множество ученых по всему миру. В Европе координацию таких исследований в рамках проекта Thymistem осуществляет Эдинбургский университет. В качестве наиболее многообещающего направления в рамках данного проекта рассматривается возможность трансплантации искусственно выращенного тимуса людям пожилого возраста, а также пациентам после пересадки органов.

Сегодня трансплантация вилочковой железы, как и других генетически чужеродных органов, почти во всех случаях не является эффективной: собственные Т-клетки реципиентов, имеющих (или имевших ранее) собственный тимус, атакуют трансплантат и вызывают его отторжение. Проблема отторжения чужеродной ткани является одним из не преодоленных на сегодняшний день барьеров для развития целого ряда областей биомедицины.

"Проблема иммунодефицитов в мировом масштабе обусловлена стремительным увеличением численности населения, нуждающегося в коррекции скомпрометированного иммунитета: это и пациенты с врожденными иммунодефицитами, аутоиммунными патологиями, больные с онкогематологическими заболеваниями, требующими трансплантации донорского костного мозга, и просто люди пожилого возраста, у которых функция вилочковой железы снижается по естественным причинам", - заключили в ФПИ.

Фонд перспективных исследований создан в 2012 году для содействия научным исследованиям и разработкам в интересах обороны и безопасности страны. Деятельность ведется по трем основным направлениям - химико-биологическому и медицинскому, физико-техническому, информационному. В конце 2015 года в структуре фонда был создан Национальный центр развития технологий и базовых элементов робототехники. В настоящее время фонд работает более чем над 50 проектами, для них созданы свыше 40 лабораторий в ведущих университетах, НИИ и оборонных предприятиях.

Babies With DiGeorge Syndrome Saved By Immune Supression, Thymus Transplant

DURHAM, N.C. -- Duke University Medical Center researchers have developed a combination immune suppression and thymus transplantation technique to save infants born with complete DiGeorge Syndrome, a fatal genetic disorder.

Babies with complete DiGeorge Syndrome have no thymus, a gland important in the maturation of T cells -- specialized immune cells that help protect the body against viruses, bacteria and other pathogens. The thymus teaches T cells to fight infection while not attacking the infant's own tissues.

Duke is the only center to offer thymus transplantation as a cure for the immune defect. Without this treatment, infants with complete DiGeorge syndrome are unable to fight off infections and will die.

Until recently, some babies with complete DiGeorge could not receive a thymus transplant because some of their bone marrow cells had spontaneously transformed into rogue T cells. These T cells attack both the body's own tissues and foreign tissue, so thymus transplants would be rejected.

Building on 12 years of experience in treating DiGeorge syndrome, Louise Markert, M.D., associate professor of pediatrics at Duke University Medical Center, and her colleagues found that quashing the rogue T cells with an immunosuppressant drug given for three days immediately before transplant surgery resulted in successful thymus transplants. Five of six infants who underwent the new procedure survived and now live at home; one succumbed to a preexisting respiratory infection. "This really works for this population," Markert said. "It's still experimental, but right now it's the best option."

The immunosuppressant drug, called Thymoglobulin, only targets T cells, Markert said. "It's less powerful than most chemotherapy. We really only need the T cells killed, and just long enough for the transplant," she said.

The transplant method and treatment results for the six infants with DiGeorge syndrome will appear in the Oct. 15, 2004, print issue of the journal Blood and are available online at the journal's Web site, http://www.bloodjournal.org. The research was funded by the National Institutes of Health.

Not every child born with DiGeorge syndrome will need a thymus transplant. Milder forms of the disease occur in about one out of 4,000 births. Of those, only one in 250 babies -- between five and 10 each year in the U.S. -- will have complete DiGeorge syndrome with an absent thymus gland.

The disorder is often diagnosed initially by identifying birth defects characteristic of complete DiGeorge, including heart abnormalities, low calcium levels because of a missing parathyroid gland, esophageal defects and facial abnormalities such as low-set ears, wide-set eyes and a small jaw. The disorder can arise spontaneously or run in families. In less than half of cases, infants with complete DiGeorge syndrome will have a defect on chromosome 22.

Markert notes the diagnosis of complete DiGeorge has been missed in many cases because genetic testing for a defect on chromosome 22 yields a normal result, despite evidence of characteristic birth defects. This misleading finding can delay treatment, exposing an infant to risk of serious infection.

The ideal time for a thymus tissue transplant is within three months after birth, Markert said. "The key thing is to get it done before infections develop," she said.

The thymus tissue for transplant comes from tissue that would otherwise be discarded during cardiac surgery on donor infants less than six months old. Since an infant's characteristically large thymus gland often obstructs access to the heart, in many operations surgeons must remove parts of the thymus to access the heart. Parents of the donor infants agree to donate the discarded tissue for a transplant. The clinicians culture the donor tissue for two weeks while performing testing to ensure that no diseases are transferred with the transplanted thymus tissue.

Pediatric surgeons working with Markert transplant thin strips of donor thymus tissue into a recipient infant's thigh muscle, where it is most likely to develop a network of blood vessels to deliver nourishment and oxygen. After transplantation, immature white blood cells from the baby's bone marrow migrate to the thymus tissue, where they are trained to differentiate between germs and the body's own cells. About three or four months after transplantation, mature T cells emerge -- the final step toward a functioning immune system.

The transplant recipients stay in isolation rooms in Duke Hospital, either on the pediatric floor or at Duke's General Clinical Research Center, funded by the National Center for Research Resources of the National Institutes of Health. Such isolation helps prevent infections from developing in the infant before mature T cells form.

So far, Markert has performed thymus transplants for 26 infants with complete DiGeorge syndrome, including the six who received the new immunosuppression treatment . "I learn something from each one that will make the treatment better for the next patient," she said.

Co-authors on the study include Duke colleagues Marilyn Alexieff; Jie Li; Marcella Sarzotti, Ph.D.; Daniel Ozaki; Blythe Devlin; Debra Sedlak; Gregory Sempowski, Ph.D.; Laura Hale, M.D.; Henry Rice, M.D.; Samuel Mahaffey, M.D.; and Michael Skinner, M.D.