_{Josephine Benzie, Aura Nurkki, Jiisa Toijonen, Silja Mäkelä, Virva Lahdensuo}

Suomessa, kuten muuallakin maailmassa, on pulaa elinsiirtoon sopivista elimistä. Elinsiirtojonossa on yli 300 ihmistä ja vuosittain n. 5-10 % elimiä odottavista kuolee saamatta elinsiirtoa. Pula elintenluovuttajista luo myös rikollisuutta; elinkauppa on monissa maissa vakava ongelma.

Tutkijat eri puolilla maailmaa ovat jo vuosia yrittäneet selvittää, miten sian sydämestä saataisiin sellainen, että se voidaan siirtää ihmiselle. Siasta uskotaan olevan elintehtaaksi, sillä se on anatomisesti enemmän ihmisen kaltainen kuin moni muu eläin. Sikoja on myös paljon saatavilla, sillä niiden kantoaika on 4kk. Sian elinikä on kuitenkin huomattavasti lyhyempi kuin ihmisen, joten myös sydämen odotettavissa oleva ikä on ihmiselle liian lyhyt. On siis mahdollista, että ihminen tarvitsisi useamman sydämen elämänsä aikana.

Simpanssi olisi käytännössä parempi elinluovuttaja ihmiselle kuin muut eläimet lähisukulaisuuden vuoksi. Geneettinen erilaisuus vastaanottajan ja luovuttajan välillä olisi mahdollisimman vähäinen. Sydämensiirroissa kuitenkin simpanssin sydän on liian pieni kooltaan, eikä niitä ole käytettävissä tarpeeksi.

Ongelma on, että ihmisen elimistö alkaa puolustautua eläimeltä saatua siirrännäistä vastaan. Tämä aiheuttaa rajun hyljintäreaktion. [4; 6; 8.]

Sisällysluettelo

Ksenotransplantaatio

1970-luvulla professori Norman Shumway Standfordista, Kaliforniasta sanoi “Xenograft is the future of heart transplantation, and will be, forever”.

Ksenotransplantaatio on toimenpide, jossa kudosta tai kokonaisia elimiä siirretään kahden eri lajin välillä, esimerkiksi siasta ihmiseen. Tutkijat uskoivat vielä 1990-luvun alkupuolella ksenotransplantaation ratkaisevan maailmanlaajuisen elinpulan. Tällöin tutkittiin muun muassa sian elinten hyödyntämistä.

Dokumentoituja ksenosydämensiirtoja on ollut kahdeksan tähän mennessä. Näistä viisi grafitia oli kädellisiltä, kaksi paviaanilta ja kolme simpansilta. Kolme grafitia oli kotieläimiltä, yksi lampaalta ja kaksi sialta.

Ksenotransplantaatioon liittynyt eettinen keskustelu on ollut kiivasta; keskustelu on ollut hyvin samanlaista kuin ennen sydämensiirtojen alkua. [8.]

Hyljintä

Eri lajit hylkivät toistensa kudoksia, reaktiot voi olla vielä voimakkaampia kuin saman lajin eri yksilöiden väliset hylkimisreaktiot. Ihmisillä on veressä sian solujen pintarakenteisiin kohdistuvia luonnollisia vasta-aineita.

Hyljintäreaktioita on kolmen tyyppisiä: hyperakuutti, akuutti ja krooninen hyljintä. Hyperakuutti hyljintä alkaa välittömästi, kun uusi elin saadaan potilaaseen. Siinä veri hyytyy ja pysäyttää verenkierron elimeen, koska uudessa elimessä on epäsopivia antigeenejä. Tätä pystytään nykyään melko tehokkaasti estämään sopivuuskokeilla ennen siirtoa. Jos tästä selvitään, seuraava vaaran paikka on akuutti hyljintä, joka alkaa kolmesta vuorokaudesta kolmeen kuukauteen elimen siirrosta. Tätä hyljintää pystytään estämään hyljinnänestolääkityksellä, mutta hoitamattomana se johtaa verisuonten tukkeutumiseen. Viimeinen hyljinnän muoto on krooninen hyljintä, jonka syistä ei tarkkaan tiedetä, eikä hoitomuotoja ole. Verisuonten pinnassa on kuitenkin lieviä tulehduksia ja seurauksena voi olla sepelvaltimotauti, jota pystytään huonosti hoitamaan pallolaajennuksilla ja ohitusleikkauksilla.

Sian elimet pitäisi saada muokattua niin, että ihmiskeho pitäisi niitä ominaan. Nykytekniikalla voidaan kehittää muuntogeenisiä luovuttaja-eläimiä, joiden kudosten antigeenisyyttä heikennetään. Sian antigeenin täydellinen poistaminen olisi periaatteessa mahdollista geeninpoistotekniikan avulla. Transgeenisiä sikoja on tuotettu onnistuneesti lisäämällä hyljinnältä suojaavia geenejä. 

Ihmisen immuunivastetta pystyy lääkkeiden avulla heikentämään jotta keho ei aloita hyökkäystä elintä vastaan. Jopa potilaat, joille siirretään ihmisen elin, joutuvat ottamaan hylkimisenestolääkkeitä loppuelämänsä ajan. Lääkitys aiheuttaa kuitenkin munuaisten vajaatoimintaa ja pahanlaatuisia kasvaimia, erityisesti lymfoomia ja ihosyöpää. Sydänsiirroissa käytetään antitymosyyttiglobuliinia (ATG), joka vähentää munuaisten kuormitusta, mutta altistaa kasvamille.

Ongelma sydämen siirron jälkeen voi olla sydämen käynnistyminen potilaassa. Tähän on kehitetty IMPELLA-pumppuja, joita käytetään muutama viikko siirron jälkeen ja hoitojakson jälkeen lähes kaikki siirteet on saatu käynnistymään. Aikaisemmin potilaita menetettiin siirron jälkeen myös siihen, ettei sydän käynnistynyt, mutta nykyisin tämä ei enää ole suuri ongelma. [1; 2; 3; 5; 9; 10.]

Taudit

Eläinperäisen kudoksen siirtämisessä ongelmana on riski, että siirrännäisen mukana siirtyy myös taudin aiheuttajia. Mitä lähempänä lajit ovat toisiaan, sitä suuremmalla todennäköisyydellä tauti siirtyy lajista toiseen. On olemassa taudinaiheuttajia, jotka ei eläimessä johda vakavaan tautiin, mutta ihmiselimistössä aiheuttaa vakavan sairauden. Näitä tauteja ovat esimerkiksi Ebola-, Hanta- ja Hi-virukset. Viruksissa huolestuttaa leviäminen koko maapallolle pandemiaksi. HIV:n kaltaisilla virusinfektioilla saattaa olla pitkä oireeton latenssiaika. Uusi tauti saattaisi levitä useiden vuosien ajan ennen sen tunnistamista.

Ratkaisuna voisi olla, että kehitetään sairaudettomia sikoja koe-eläimille tarkoitettujen tekniikoiden avulla. Luovuttajat tulisi kasvattaa kontrolloidussa ja mikrobivapaissa olosuhteissa. Näin voitaisiin välttää bakteereiden ja virusten siirtyminen elinten mukana ihmiseen. Käytännössä tämä voi olla haastavaa toteuttaa ja sitä varten tulisi luoda tarkat valvontajärjestelmät. Olisi myös eettisesti kyseenalaista kasvattaa ihmisille ”varaosa-laji”.

Nykylääketiede tarjoaa myös kudosten tarkan analyysin ennen siirtoa.

Siirtopotilaiden puolustusjärjestelmää heikennetään lääkkeillä, mikä tekee heistä alttiimman erilaisille viruksille. Mikä tahansa tulehdus voi siten levitä muihin ihmisiin. On todettu, että sikojen endogeeninen retrovirus (PERV) aiheuttaa koeputkissa ihmissolujen infektoitumisen. Yhtään todettua tapausta ei kuitenkaan vielä ole, vaikka sian ihoa on käytetty ihosiirteissä ihmiseen. Virus sijaitsee sian solujen geneettisessä koodistossa ja sen vuoksi näyttää, että ei ole mahdollista tuottaa siitä vapaita sikoja. Ihmisen perimässä voi olla myös yksinään ihmiselle vaarattomia viruksia, jotka sian perimän virusten kanssa sekoittuessa voi aiheuttaa uusia tappavia viruksia, jotka pahimmassa tapauksessa leviävät ympäri maapallon. [5.]

Historia

Siirtosydän eläimeltä ihmiselle on kiehtonut ajatuksena tutkijoita jo vuosikymmeniä. Vuosien aikana on siirretty maailmassa sydän sialta, apinalta, simpanssilta ja lampaalta ihmiselle. Aivan viime vuosina innostus tällä sektorilla on tutkijoiden kammioissa hiipunut.

Ksenohistorian merkittävimpiä hetkiä:

1906 Siirrettiin kanin munuainen ihmiseen

1964 Siirrettiin simpanssin sydän ihmiseen

1968 Denton Cooley siirsi lampaan sydämen ihmiselle, potilas menehtyi reperfuusion aikana

1968 Donald Ross siirsi Lontoossa sian sydämen ihmiselle, potilas menehtyi reperfuusion aikana

1977 Christian Barnard siirsi simpanssin ja paviaanin sydämet ihmisille

1984 Lenoard Bailey siirsi paviaanin sydämen vastasyntyneelle tytölle.
         Tyttö eli Kaliforniassa 20 vuorokautta elinsiirtonsa jälkeen. Pisin elossaoloaika on raportoitu Baby Faen tapauksessa

1992 Czaplicki siirsi sian sydän Marfan-potilaalle Puolassa

1996 Siirrettiin sian sydän ihmiselle Intiassa. Potilas kuoli ja kirurgi joutui vankilaan. [3; 8; 10.]

Nykypäivän tilanne

Yhdysvaltalaiset tutkijat ovat onnistuneet pitämään geenimuokatun sian sydämen elossa paviaanin vatsaontelossa yli vuoden ajan. Tutkimus antaa uuttaa toivoa sille, että ihmiselle voidaan tulevaisuudessa siirtää geenimuokattu porsaan sydän.

Yhdysvaltain terveysviraston NIH:n NHLBI-instituutin tutkijat kehittivät useita eri versioita geenimuokattuja porsaan sydämiä. Pisimpään vatsassa kasvanut sydän ei aiheuttanut hyljintäreaktioita paviaanissa.

Siirtämällä sydän paviaanin vatsaonteloon haluttiin osoittaa, että geenimuokattu porsaan sydän soveltuu sydänsiirtoihin. Seuraavassa vaiheessa tutkimusryhmä aikoo siirtää geenimuokatun porsaan sydämen paviaanin sydämen tilalle. 

Ihmisen sydämen läppävika voidaan hoitaa vaihtamalla tilalle läppäsiirre eläimen, yleisimmin sian, sydämmestä. Läppävika voidaan hoitaa myös vaihtamalla viallisen läpän tilalle tekoläppä tai läppäsiirre omasta sydämestä tai toisen ihmisen sydämestä.

Kokonaisten elinten siirron lisäksi on tutkittu myös sikojen hermosolujen käyttöä Parkinsonin ja Huntingtonin tautien hoidossa. [9; 12; 13.]

Tulevaisuus ja pohdintaa

Infektioiden pelko on vähentänyt huomattavasti kiinnostusta ksenotransplantaatioon. Eläinperäisten kudosten siirto odottaa uusia merkittäviä keksintöjä. Tiedämme koko ajan enemmän hyljintäreaktiosta ja taudeista, jotka siirtyvät eläinten elinten mukana ihmiseen. Myös leikkaustekniikat paranevat. Kuitenkaan ei ole menetelmiä joilla eri lajien elinsiirtoja voisi menestyksekkäästi tehdä.

Sian elinten käytöstä voisi hyötyä diabeetikot, jotka tarvitsevat insuliinihoitoa. Sian haimasta yritetään eristää Lagererhansin saarekkeiden beetasoluja, joita voitaisiin siirtää ihmiseen ja käynnistää ihmisessä oma insuliinintuotanto. Eristettyjen solujen siirto on helpompaa, koska endoteelisoluvälitteisen hyperakuutti hyljintäreaktio ei ole todennäköinen. Jos soluja voidaan ylläpitää kudosviljelmässä ennen siirtoa, solujen manipulaatiot ovat mahdollisia. Tässä on jossain määrin jo onnistuttu, mutta saarekesiirtoja ei kuitenkaan tehdä vielä Suomessa. [2.]

Ksenotransplantaatiosta on käyty paljon eettistä keskustelua. Onko moraalisesti oikein kasvattaa geneettisesti muunneltuja eläimiä steriilissä ympäristössä, jotta niiden elimiä voidaan siirtää ihmiselle? Ovatko tautien riskit liian suuret? Kun elimet on saatu kasvatettua ja testailtua niin, että siirto olisi mahdollinen, voidaanko ihmisillä alkaa testailemaan siirtoja, vaikka onnistuminen on epävarmaa? Uusien tutkimustietojen odottelu vaatii ihmishenkiä, mutta niin vaatii myös kokeilu liian vähäisillä tiedoilla.

Sydänkirurgian uusin aluevaltaus on geenin siirrot. Jo nyt on näyttöä siitä, että geenin siirroilla saadaan uudissuonten muodostus sydämessä lisääntymään. Toimenpide parantaa sydämen vasemman kammion toimintaa. On siis täysin mahdollista, että tulevaisuudessa sydämensiirtojen tarve vähenee, kun siirrettyjen geenien avulla sydänlihas saadaan itse korjaamaan vaurioituneet, huonosti toimivat alueensa.

Mikäli ksenotransplantaatio jatkaisi kehittymistään, voisi tulevaisuudessa olla mahdollista, että ihminen eläisi sian sydämellä. Uudet aluevaltaukset ja teknologia kuitenkin mahdollistavat vaihtoehtoisia keinoja sydänten, ja muiden elinten, siirtoon sekä ”korjaamiseen”. [2; 11.]

Lähteet:

1. Jalanko H., Mäkisalo H. Mitä siirrämme tulevaisuudessa? http://www.terveyskirjasto.fi/xmedia/duo/duo94325.pdf
   (Viitattu 9.12.2014)
2. Otonkoski T., Häyry P. Varaosasika. http://duodecimlehti.fi/web/guest/arkisto? p_p_id=Article_WAR_DL6_Articleportlet&viewType=viewArticle&tunnus=duo70180&_dlehtihaku_view_article_WAR_dlehtihaku_p_auth= 
   (Viitattu 9.12.2014)
3. Harjula A., Vento A., Hämmäinen P., Pätilä T., Kankuri A. Onko xenosta ja kantasolouista haastahiksi? http://www.fincardio.fi/@Bin/108057/sa_teema09_luku11.pdf
   (Viitattu 9.12.2014)
4.  Vanhalakka V. Ihmeellistä! Sian sydän sykkii paviaanin vatsassa yli vuoden ajan. http://www.aamulehti.fi/Ulkomaat/1194922174023/artikkeli/ihmeellista+sian+sydan+sykki+paviaanin+vatsassa+yli+vuoden+ajan.html (Viitattu 9.12.2014)
5. Saxen L. Hämmennyksen aika biolääketieteessä. http://www.tieteessatapahtuu.fi/984/saxen1.htm (9.12.2014)
6. Sosiaali- ja terveysministeriö. Elin ja kudossiirrot. http://www.stm.fi/sosiaali_ja_terveyspalvelut/terveyspalvelut/elinsiirrot/ (9.12.2014)
7. Wikipedia. Sika. http://fi.wikipedia.org/wiki/Sika (Viitattu 9.12.2014)
8. Ksenotransplaatio. http://www.playdecide.eu/node/702 (Viitattu 9.12.2014)
9. Renkonen R, Häyry P. "Elinten ja kudoksen siirrot". Mikrobiologia ja infektiosairaudet 8.7.2004
10. Sydän- jakeuhkosiirrokkaat-SYKE ry. Sydänsiirtojen historiaa. http://www.syke-elinsiirrot.fi/index.php?option=com_content&view=article&id=79:sydaensiirtojen-historia&catid=39:artikkelit&Itemid=75 (Viitattu 9.12.2014)
11. AATS.  Pigs` hearts transplanted into baboon hosts remain viable more than a year. http://www.alphagalileo.org/ViewItem.aspx?ItemId=144565&CultureCode=en (Viitattu 9.12.2014)
12. Seppälä L. Sian sydän paviaanille, tavoitteena elinsiirto eläimeltä ihmiselle. http://suomenkuvalehti.fi/jutut/tiede/sian-sydan-paviaanille-tavoitteena-elinsiirto-elaimelta-ihmiselle/ (Viitattu 9.12.2014)