تقنية زراعة الاعضاء(Xenotransplantation )

الزرع Xenotransplantation (الزينوس- من اليونانية التي تعني “غريب” أو غريب ) ، أو زرع غير متجانسة ، هو زرع خلايا أو أنسجة أو أعضاء حية من نوع إلى آخر. تسمى هذه الخلايا أو الأنسجة أو الأعضاء طعوم xenografts أو زرع xenotransplants. يتناقض مع زرع الأعضاء (من فرد آخر من نفس النوع) ، زرع اصطناعي أو زرع متساوي (طعوم مزروعة بين شخصين متطابقين وراثيًا من نفس النوع) وزرع ذاتي (من جزء من الجسم إلى آخر في نفس الشخص). زرع الأعضاء البشرية للخلايا السرطانية في الفئران التي تعاني من نقص المناعة هي تقنية بحثية تُستخدم بشكل متكرر في أبحاث علم الأورام قبل الإكلينيكية.

يوفر زرع الأعضاء البشرية علاجًا محتملًا لفشل الأعضاء في المرحلة النهائية ، وهي مشكلة صحية كبيرة في أجزاء من العالم الصناعي. كما أنه يثير العديد من القضايا الطبية والقانونية والأخلاقية الجديدة. القلق المستمر هو أن العديد من الحيوانات ، مثل الخنازير ، لها عمر أقصر من الإنسان ، مما يعني أن أنسجتها تشيخ بمعدل أسرع. (يبلغ الحد الأقصى لعمر الخنازير حوالي 27 عامًا. ) ومن دواعي القلق أيضًا انتقال المرض (داء الزينوزون) والتغيير الدائم في الشفرة الوراثية للحيوانات. على غرار الاعتراضات على التجارب على الحيوانات ، اعترض نشطاء حقوق الحيوان أيضًا على زرع الأعضاء لأسباب أخلاقية. تم نشر عدد قليل من الحالات الناجحة مؤقتًا من زرع الأعضاء.

من الشائع أن يستخدم المرضى والأطباء مصطلح “الطعم الخيفي” بشكل غير دقيق للإشارة إلى الطعم الخيفي (من إنسان إلى إنسان) أو طعم أجنبي (من حيوان إلى إنسان) ، ولكنه مفيد علميًا (لأولئك الذين يبحثون أو يقرؤون العلمية الأدب) للحفاظ على التمييز الأكثر دقة في الاستخدام.

تاريخ
ظهرت أولى المحاولات الجادة لزراعة الأعضاء (التي كانت تسمى آنذاك زرع الأعضاء غير المتجانسة) في الأدبيات العلمية في عام 1905 ، عندما تم زرع شرائح من كلى الأرانب في طفل مصاب بمرض كلوي مزمن. في العقدين الأولين من القرن العشرين ، تم نشر العديد من الجهود اللاحقة لاستخدام أعضاء من الحملان والخنازير والرئيسيات.

انخفض الاهتمام العلمي بزراعة الأعضاء عندما تم وصف الأساس المناعي لعملية رفض العضو. جاءت الموجات التالية من الدراسات حول هذا الموضوع مع اكتشاف الأدوية المثبطة للمناعة. المزيد من الدراسات تلت أول عملية زرع كلى ناجحة لجوزيف موراي في عام 1954 ، وواجه العلماء الأسئلة الأخلاقية للتبرع بالأعضاء لأول مرة ، وسارعوا جهودهم في البحث عن بدائل للأعضاء البشرية.

كلية غير بشرية لإنسان
في عام 1963 ، حاول الأطباء في جامعة تولين زراعة الكلى من شمبانزي إلى إنسان في ستة أشخاص كانوا على وشك الموت. بعد هذا والعديد من المحاولات اللاحقة الفاشلة لاستخدام الرئيسيات كمتبرعين بالأعضاء وتطوير برنامج عمل لتوريد أعضاء الجثث ، تبدد الاهتمام بزراعة الأعضاء من أجل الفشل الكلوي. من بين 13 عملية زرع قام بها كيث ريمتسما ، عاش متلقي كلى لمدة تسعة أشهر ، وعاد إلى العمل كمدرس. عند تشريح الجثة ، بدت كليتي الشمبانزي طبيعية ولم تظهر عليها أي علامات على الرفض الحاد أو المزمن.

قلب غير بشري إلى إنسان
كانت طفلة أمريكية رضيعة تُعرف باسم “بيبي فاي” مصابة بمتلازمة القلب الأيسر ناقص التنسج ، أول رضيعة تلقت عملية زرع أجنبي ، عندما تلقت قلب بابون في عام 1984. وأجرى العملية ليونارد لي بيلي في المركز الطبي بجامعة لوما ليندا في لوما ليندا ، كاليفورنيا. توفي Fae بعد 21 يومًا بسبب رفض الكسب غير المشروع القائم على الخلط الذي يُعتقد أنه ناتج بشكل رئيسي عن عدم تطابق فصيلة الدم ABO ، والذي يعتبر أمرًا لا مفر منه بسبب ندرة النوع O البابون. كان من المفترض أن يكون الكسب غير المشروع مؤقتًا ، ولكن للأسف لم يتم العثور على بديل مناسب للطعم الخيفي في الوقت المناسب. في حين أن الإجراء نفسه لم يحرز تقدمًا في زراعة الأعضاء الخارجية ، إلا أنه سلط الضوء على الكمية غير الكافية من الأعضاء للرضع. أحدثت القصة تأثيرًا أدى إلى تحسن أزمة نقص أعضاء الأطفال في ذلك الوقت.

القلب والرئتين والكلى غير البشرية للإنسان
تم إجراء أول عملية زرع لقلب ورئتين وكليتين غير معدلة وراثيًا في إنسان في سونابور ، آسام في الهند في منتصف ديسمبر 1996 ، وتم الإعلان عنها في يناير 1997. كان المتلقي هو بورنو سايكيا ، وهو رجل يبلغ من العمر 32 عامًا يعاني من مرض عضال ؛ توفي بعد فترة وجيزة من إجراء عملية جراحية بعدوى متعددة. جراح القلب الهندي داني رام بارواه واثنان من مساعديه ،

أجرى العمليات الجراحية جوناثان هو كي شينج (من معهد أمير ويلز الطبي ومقره هونج كونج) وسي إس جيمس جيمس. ادعى بارواه أن سايكيا فشل في الاستجابة للجراحة التقليدية ، وأن المريض وأسرته وافقوا على الإجراء.

تم القبض على الثلاثة المشاركين في الجراحة في 9 يناير 1997 ، بسبب انتهاك مزعوم لقانون زراعة الأعضاء والأنسجة البشرية لعام 1994. تم رفض باروح في الأوساط الطبية باعتباره “عالم مجنون” ووصف الإجراء بأنه “خدعة”. وقع باروه بنفسه على إفادة قال فيها إنه لم يجرِ عملية زرع ، لكنه زعم بعد ذلك أن الاعتراف انتُزع منه. ووجدوا مذنبين بإجراءات غير أخلاقية والقتل العمد وسجنوا لمدة 40 يومًا. كما تم العثور على المعهد الجراحي Dhani Ram Baruah ليكون بدون تسجيل ضروري.

قال النقاد إن ادعاءات داني بام بارواه وإجراءاته الطبية لم تؤخذ على محمل الجد ولم تقبل من قبل المجتمع العلمي لأنه لم يراجع نتائجه علميًا أبدًا. حدثت الشكاوى السابقة من انتهاكات الأخلاق أثناء العمليات الجراحية في هونغ كونغ من قبل بارواه وهو في عام 1992 ، عندما قاموا بزرع صمامات قلب ، طورتها بارواه ، مصنوعة من أنسجة حيوانية. بعد عام ، توفي ستة مرضى. ذكرت صحيفة “آسيان ميديكال نيوز” أنه تم الإعراب عن “مخاوف جسيمة” بشأن “إجراءات وأخلاقيات التنفيذ”.

كلية غير بشرية معدلة وراثيا لإنسان
في سبتمبر 2021 ، أجرى الجراحون بقيادة روبرت مونتغمري أول عملية زرع كلى خنزير معدلة وراثيًا إلى إنسان ميت دماغًا في مستشفى لانغون هيلث بجامعة نيويورك دون أي علامة على الرفض الفوري (جزئيًا لأن غدة التوتة الخنازير قد تم زرعها أيضًا). تم الحصول على الكلية من خنزير مع تعديل جين واحد فقط: إزالة ألفا-غال.

قلب غير بشري معدّل وراثيًا لإنسان
في يناير 2022 ، أجرى الأطباء بقيادة جراح القلب بارتلي جريفيث في المركز الطبي بجامعة ميريلاند عملية زرع قلب من خنزير معدل وراثيًا إلى مريض مصاب بمرض عضال ، وهو ديفيد بينيت الأب ، الذي كان غير مؤهل لعملية زرع قلب بشري قياسية . خضع الخنزير لتعديل جيني محدد لإزالة الإنزيمات المسؤولة عن إنتاج مستضدات السكر التي تؤدي إلى رفض شديد للأعضاء لدى البشر. أعطى المنظم الطبي الأمريكي إعفاء خاصًا لتنفيذ الإجراء وفقًا لمعايير الاستخدام الرحيم. توفي المتلقي بعد شهرين من الزرع.

في شهري يونيو ويوليو 2022 ، أجرى الجراحون في جامعة نيويورك لانجون هيلث عمليتي زرع قلب خنزير معدل وراثيًا على البشر المتوفين حديثًا. كانت القلوب من الخنازير التي لديها 10 تعديلات جينية متطابقة مستخدمة في زرع القلب في المركز الطبي بجامعة ميريلاند في يناير 2022. جاءت القلوب الثلاثة من Revivicor ، Inc. ، وهي منشأة مقرها في بلاكسبرج ، فيرجينيا ، وشركة تابعة لشركة United المداواة.

الاستخدامات المحتملة
يتسبب النقص العالمي في الأعضاء اللازمة للزرع السريري في وفاة حوالي 20-35٪ من المرضى الذين يحتاجون إلى أعضاء بديلة على قائمة الانتظار. تهدف بعض الإجراءات ، التي يجري التحقيق في بعضها في تجارب سريرية مبكرة ، إلى استخدام خلايا أو أنسجة من أنواع أخرى لعلاج الأمراض التي تهدد الحياة والمنهكة مثل السرطان والسكري وفشل الكبد ومرض باركنسون. إذا كان التزجيج ممكنًا ، فيمكن أن يسمح بالتخزين طويل الأمد للخلايا والأنسجة والأعضاء غير المولدة للجنين بحيث تكون متاحة بسهولة أكبر للزرع.

يمكن أن تنقذ عمليات زرع الأعضاء آلاف المرضى الذين ينتظرون الأعضاء المتبرع بها. يمكن تعديل العضو الحيواني ، الذي ربما يكون من خنزير أو قرد ، وراثيًا باستخدام الجينات البشرية لخداع جهاز المناعة لدى المريض ليقبله كجزء من جسمه. لقد عاودوا الظهور بسبب نقص الأعضاء المتاحة والمعركة المستمرة لمنع أجهزة المناعة من رفض عمليات زرع الأعضاء. وبالتالي ، من المحتمل أن تكون عمليات زرع الأعضاء بديلاً أكثر فعالية.

زرع الأعضاء البشرية للخلايا السرطانية في الفئران التي تعاني من نقص المناعة هي تقنية بحثية تستخدم بشكل متكرر في أبحاث علم الأورام. يتم استخدامه للتنبؤ بحساسية الورم المزروع لعلاجات السرطان المختلفة ؛ تقدم العديد من الشركات هذه الخدمة ، بما في ذلك معمل جاكسون.

تم زرع أعضاء بشرية في الحيوانات كأسلوب بحثي قوي لدراسة علم الأحياء البشري دون الإضرار بالمرضى من البشر. تم اقتراح هذه التقنية أيضًا كمصدر بديل للأعضاء البشرية من أجل الزرع في المستقبل في المرضى من البشر. على سبيل المثال ، قام باحثون من معهد جانوجين للأبحاث بزرع كلى جنينية بشرية في الفئران مما أظهر وظيفة دعم الحياة والنمو.

المتبرعون المحتملون بأعضاء الحيوانات
نظرًا لكونهم أقرب الأقارب للبشر ، فقد تم اعتبار الرئيسيات غير البشرية في البداية مصدرًا محتملاً للأعضاء من أجل زرع الأعضاء في البشر. كان الشمبانزي في الأصل

يعتبر الخيار الأفضل لأن أعضائهم متشابهة الحجم ، ولديهم توافق جيد مع فصيلة الدم مع البشر ، مما يجعلهم مرشحين محتملين لعمليات نقل الدم. ومع ذلك ، نظرًا لأن الشمبانزي مدرج على أنه من الأنواع المهددة بالانقراض ، فقد تم البحث عن مانحين محتملين آخرين. البابون متاح بسهولة أكبر ، ولكنه غير عملي كمانحين محتملين. تشمل المشاكل حجم أجسامهم الأصغر ، وقلة فصيلة الدم O (المتبرع الشامل) ، وفترة الحمل الطويلة ، وعدد النسل الصغير عادةً. بالإضافة إلى ذلك ، فإن المشكلة الرئيسية في استخدام الرئيسيات غير البشرية هي زيادة خطر انتقال المرض ، نظرًا لارتباطها الوثيق بالبشر.

يُعتقد حاليًا أن الخنازير (Sus scrofa localus) هي أفضل المرشحين للتبرع بالأعضاء. ينخفض ​​خطر انتقال الأمراض عبر الأنواع بسبب زيادة المسافة النشوء والتطور عن البشر. تتمتع الخنازير بفترات حمل قصيرة نسبيًا ، وولادات كبيرة ، ويسهل تكاثرها ، مما يجعلها متاحة بسهولة. فهي غير مكلفة وسهلة الصيانة في منشآت خالية من مسببات الأمراض ، وأدوات تعديل الجينات الحالية تتكيف مع الخنازير لمكافحة الرفض والأمراض الحيوانية المصدر المحتملة. تتشابه أعضاء الخنازير من الناحية التشريحية في الحجم ، وتقل احتمالية وجود عوامل معدية جديدة لأنها كانت على اتصال وثيق مع البشر من خلال التدجين لعدة أجيال. أثبتت العلاجات التي يتم الحصول عليها من الخنازير نجاحها مثل الأنسولين المشتق من الخنازير لمرضى السكري. على نحو متزايد ، أصبحت الخنازير المعدلة وراثيًا هي القاعدة ، مما يثير القلق الأخلاقي ، ولكنه يزيد أيضًا من معدل نجاح عملية الزرع. غالبًا ما تستخدم التجارب الحالية في زرع الأعضاء الخنازير كمانح ، والبابون كنماذج بشرية. في عام 2020 ، وافقت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية على تعديل جيني للخنازير حتى لا تنتج سكريات ألفا غال. تم استخدام أعضاء الخنازير في عمليات زرع الكلى والقلب في البشر.

في مجال الطب التجديدي ، أجنة الخنازير المعطلة لتكوين البنكرياس أو تخليق الكلية ، غير القادرة على تكوين عضو معين ، تسمح بالتجربة نحو التوليد في الجسم الحي للأعضاء الوظيفية من الخلايا الجذعية متعددة القدرات في الحيوانات الكبيرة عن طريق التعويض عن مكانة نمو فارغة (الكيسة الأريمية) تكملة). توفر مثل هذه التجارب الأساس للتطبيق المستقبلي المحتمل لتكملة الكيسة الأريمية لتوليد أعضاء بشرية قابلة للزرع من خلايا المريض نفسه ، باستخدام حيوانات الماشية ، لزيادة جودة الحياة لأولئك الذين يعانون من فشل عضو في المرحلة النهائية.

العوائق والقضايا
حواجز مناعية
حتى الآن ، [بحاجة لمصدر] لم تنجح أي تجارب زرع أجنبي تمامًا بسبب العوائق العديدة الناشئة عن استجابة الجهاز المناعي للمتلقي. “Xenozoonoses” هي واحدة من أكبر التهديدات للرفض ، لأنها عدوى غير جينية. يعتبر إدخال هذه الكائنات الدقيقة مشكلة كبيرة تؤدي إلى التهابات قاتلة ومن ثم رفض الأعضاء. هذه الاستجابة ، التي تكون بشكل عام أكثر تطرفًا من عمليات الزرع الخيفي ، تؤدي في النهاية إلى رفض طعم xenograft ، ويمكن أن تؤدي في بعض الحالات إلى الموت الفوري للمتلقي. هناك عدة أنواع من الطعوم الغريبة للأعضاء التي يتم مواجهتها ، وتشمل الرفض المفرط ، والرفض الوعائي الحاد ، والرفض الخلوي ، والرفض المزمن.

تأتي الاستجابة السريعة والعنيفة والحادة نتيجة للأجسام المضادة الموجودة في الكائن الحي المضيف. تُعرف هذه الأجسام المضادة باسم الأجسام المضادة الطبيعية xenoreactive (XNAs).

الرفض المفرط
يحدث هذا النوع السريع والعنيف من الرفض في غضون دقائق إلى ساعات من وقت الزراعة. يتم التوسط من خلال ارتباط XNAs (الأجسام المضادة الطبيعية xenoreactive) إلى البطانة المانحة ، مما يتسبب في تنشيط نظام المكمل البشري ، مما يؤدي إلى تلف البطانة والتهاب وتجلط ونخر في عملية الزرع. يتم إنتاج XNAs أولاً وتبدأ في الدوران في الدم عند الولدان ، بعد استعمار الأمعاء بواسطة البكتيريا التي تحتوي على شقوق الجالاكتوز على جدرانها الخلوية. معظم هذه الأجسام المضادة هي فئة IgM ، ولكنها تشمل أيضًا IgG و IgA.

هدف حاتمة XNAs عبارة عن جزء جلاكتوز مرتبط بـ α ، galactose-alpha-1،3-galactose (يُسمى أيضًا α-Gal epitope) ، ينتج عن إنزيم alpha-galactosyltransferase. تحتوي معظم غير الرئيسيات على هذا الإنزيم ، وبالتالي ، فإن هذه الحاتمة موجودة على ظهارة العضو ويُنظر إليها على أنها مستضد أجنبي من قبل الرئيسيات ، التي تفتقر إلى إنزيم الجالاكتوزيل ترانسفيراز. في عملية زرع أجنبي من الخنازير إلى الرئيسيات ، تتعرف XNAs على البروتينات السكرية للخنازير من عائلة الإنتجرين.

يبدأ ارتباط XNAs التنشيط التكميلي من خلال المسار التكميلي الكلاسيكي. يؤدي تنشيط المُكملات إلى سلسلة من الأحداث التي تؤدي إلى: تدمير الخلايا البطانية ، وتحلل الصفائح الدموية ، والالتهاب ، والتخثر ، وترسب الفيبرين ، والنزيف. والنتيجة هي تجلط الدم ونخر

التغلب على الرفض الحاد
نظرًا لأن الرفض المفرط يمثل عائقًا أمام نجاح xenografts ، فإن العديد من الاستراتيجيات للتغلب عليها قيد التحقيق:

انقطاع التتالي التكميلي

يمكن تثبيط الشلال التكميلي للمتلقي من خلال استخدام عامل سم الكوبرا (الذي يستنفد C3) ، أو مستقبلات المكمل القابل للذوبان من النوع 1 ، أو الأجسام المضادة لـ C5 ، أو مثبط C1 (C1-INH). تشمل عيوب هذا النهج سمية عامل سم الكوبرا ، والأهم من ذلك أن هذه العلاجات ستحرم الفرد من نظام تكميلي وظيفي.
الأعضاء المعدلة وراثيا (الخنازير المعدلة وراثيا)

ضربة قاضية لجين الجالاكتوزيل ترانسفيراز 1.3 – لا تحتوي هذه الخنازير على الجين الذي يرمز للإنزيم المسؤول عن التعبير عن شظية gal-α-1،3Gal المناعية (حاتمة α-Gal).
زيادة التعبير عن H-transferase (α 1،2 fucosyltransferase) ، وهو إنزيم يتنافس مع galactosyl transferase. أظهرت التجارب أن هذا يقلل من تعبير α-Gal بنسبة 70٪.
التعبير عن منظمات المكمل البشري (CD55 و CD46 و CD59) لتثبيط التتابع التكميلي.
يقلل فصل البلازما ، على البشر لإزالة 1.3 جالاكتوزيل ترانسفيراز ، من خطر تنشيط الخلايا المستجيبة مثل CTL (خلايا CD8 T) ، وتفعيل المسار التكميلي ، وفرط الحساسية المتأخر من النوع (DTH).
رفض الأوعية الدموية الحاد
يُعرف أيضًا باسم الرفض المتأخر للأجين ، يحدث هذا النوع من الرفض في طعوم أجنبي متضاربة في غضون 2 إلى 3 أيام ، إذا تم منع الرفض المفرط الحاد. هذه العملية أكثر تعقيدًا بكثير من الرفض الحاد وهي غير مفهومة تمامًا حاليًا. يتطلب الرفض الوعائي الحاد تخليق بروتين de novo وهو مدفوع بالتفاعلات بين الخلايا البطانية للكسب غير المشروع والأجسام المضادة المضيفة والبلاعم والصفائح الدموية. تتميز الاستجابة بتسلل التهابي في الغالب من الضامة والخلايا القاتلة الطبيعية (مع أعداد صغيرة من الخلايا التائية) ، وتجلط الدم داخل الأوعية الدموية ، ونخر ليفي في جدران الأوعية الدموية.

يؤدي ربط XNAs المذكورة سابقًا إلى البطانة المانحة إلى تنشيط الضامة المضيفة وكذلك البطانة نفسها. يعتبر تنشيط البطانة من النوع الثاني حيث يتم تضمين تحريض الجين وتخليق البروتين. يؤدي ارتباط XNAs في النهاية إلى تطوير حالة محفز للتخثر ، وإفراز السيتوكينات والكيموكينات الالتهابية ، وكذلك التعبير عن جزيئات التصاق الكريات البيض مثل E-selectin ، وجزيء الالتصاق بين الخلايا -1 (ICAM-1) ، وخلية الأوعية الدموية جزيء التصاق -1 (VCAM-1).

تستمر هذه الاستجابة أيضًا باعتبارها ارتباطًا طبيعيًا بين البروتينات التنظيمية وروابطها التي تساعد في التحكم في التخثر والاستجابات الالتهابية. ومع ذلك ، بسبب عدم التوافق الجزيئي بين جزيئات الأنواع المانحة والمتلقي (مثل جزيئات التوافق النسيجي الرئيسية للخنازير والخلايا القاتلة الطبيعية البشرية) ، قد لا يحدث هذا.

التغلب على رفض الأوعية الدموية الحاد
نظرًا لتعقيدها ، يعد استخدام الأدوية المثبطة للمناعة جنبًا إلى جنب مع مجموعة واسعة من الأساليب أمرًا ضروريًا لمنع رفض الأوعية الدموية الحاد ، وتشمل استخدام مثبط الثرومبين الاصطناعي لتعديل تكوين الخثرات واستنفاد الأجسام المضادة للجالاكتوز (XNAs) من خلال تقنيات مثل امتصاص المناعة. ، لمنع تنشيط الخلايا البطانية ، وتثبيط تنشيط الضامة (تحفزها خلايا CD4 + T) وخلايا NK (يتم تحفيزها بإطلاق Il-2). وبالتالي ، يجب إعادة تقييم دور جزيئات معقد التوافق النسيجي الكبير واستجابات الخلايا التائية في التنشيط لكل مجموعة من الأنواع.

إقامة
إذا تم تجنب الرفض الوعائي الحاد والحاد ، فإن التكيف ممكن ، وهو بقاء الطعم xenograft على الرغم من وجود XNAs المنتشرة. يُمنح الكسب غير المشروع استراحة من الرفض الخلطي [48] عندما يتم مقاطعة السلسلة التكميلية ، أو إزالة الأجسام المضادة المنتشرة ، أو تغيير وظيفتها ، أو حدوث تغيير في التعبير عن المستضدات السطحية على الكسب غير المشروع. يسمح هذا للطعم xenograft بإعادة تنظيم الجينات الواقية والتعبير عنها ، والتي تساعد في مقاومة الإصابة ، مثل الهيم أوكسيجيناز -1 (إنزيم يحفز تحلل الهيم).

الرفض الخلوي
يرجع رفض طعم أجنبي في الرفض الوعائي الحاد والحاد إلى استجابة الجهاز المناعي الخلطي ، حيث يتم استنباط الاستجابة بواسطة XNAs. يعتمد الرفض الخلوي على المناعة الخلوية ، ويتم توسطه من خلال الخلايا القاتلة الطبيعية التي تتراكم في طعم أجنبي والخلايا اللمفاوية التائية وتتلفها والتي يتم تنشيطها بواسطة جزيئات معقد التوافق النسيجي الكبير من خلال التعرف المباشر وغير المباشر على xenorecognition.

في التعرف المباشر على xenorecognition ، تقدم الخلايا التي تقدم المستضد من طعوم أجنبي الببتيدات إلى خلايا CD4 + T المستقبلة عبر جزيئات MHC من الفئة II xenogeneic ، مما يؤدي إلى إنتاج الإنترلوكين 2 (IL-2). يتضمن التعرف على xenorecognition غير المباشر عرض المستضدات من طعم أجنبي بواسطة خلايا تقديم المستضد المستلم إلى خلايا CD4 + T. مستضدات الطعم البلعمي

يمكن أيضًا تقديم الخلايا بواسطة جزيئات الفئة الأولى من معقد التوافق النسيجي الكبير للمضيف إلى خلايا CD8 + T.

لا تزال قوة الرفض الخلوي في طعوم xenografts غير مؤكدة ، ومع ذلك ، من المتوقع أن تكون أقوى مما كانت عليه في الطعم الخيفي بسبب الاختلافات في الببتيدات بين الحيوانات المختلفة. يؤدي هذا إلى المزيد من المستضدات التي يُحتمل أن يتم التعرف عليها على أنها أجنبية ، مما يؤدي إلى استجابة أكبر غير مباشرة لمولدات المضادات.

التغلب على الرفض الخلوي
تتمثل الإستراتيجية المقترحة لتجنب الرفض الخلوي في تحفيز عدم استجابة المتبرعين باستخدام الكيمرية المكونة للدم. يتم إدخال الخلايا الجذعية المانحة في النخاع العظمي للمتلقي ، حيث تتعايش مع الخلايا الجذعية للمتلقي. تنتج الخلايا الجذعية لنخاع العظم خلايا من جميع السلالات المكونة للدم ، من خلال عملية تكون الدم. يتم إنشاء الخلايا السلفية اللمفاوية من خلال هذه العملية وتنتقل إلى الغدة الصعترية حيث يقضي الاختيار السلبي على الخلايا التائية التي وجدت أنها تفاعلية مع الذات. يؤدي وجود الخلايا الجذعية المانحة في نخاع عظم المتلقي إلى اعتبار الخلايا التائية المتفاعلة من المانحين ذاتية وخضوعها لموت الخلايا المبرمج.

الرفض المزمن
يكون الرفض المزمن بطيئًا وتدريجيًا ، وعادة ما يحدث في عمليات الزرع التي تنجو من مراحل الرفض الأولية. لا يزال العلماء غير واضحين حول كيفية عمل الرفض المزمن بالضبط ، فالبحث في هذا المجال صعب لأن طعوم xenografts نادرًا ما تنجو بعد مراحل الرفض الحادة الأولية. ومع ذلك ، فمن المعروف أن XNAs والنظام المتمم ليسا متورطين بشكل أساسي. يحدث التليف في طعم أجنبي نتيجة ردود الفعل المناعية ، السيتوكينات (التي تحفز الخلايا الليفية) ، أو الشفاء (بعد النخر الخلوي في الرفض الحاد). ربما يكون السبب الرئيسي للرفض المزمن هو تصلب الشرايين. الخلايا الليمفاوية ، التي سبق تنشيطها بواسطة مستضدات في جدار الوعاء الدموي للطعم ، تنشط الضامة لإفراز عوامل نمو العضلات الملساء. ينتج عن هذا تراكم خلايا العضلات الملساء على جدران الأوعية الدموية ، مما يتسبب في تصلب وتضيق الأوعية داخل الطعم. يؤدي الرفض المزمن إلى تغيرات مرضية في العضو ، ولهذا يجب استبدال عمليات الزرع بعد سنوات عديدة. ومن المتوقع أيضًا أن الرفض المزمن سيكون أكثر عدوانية في عمليات زرع الأعضاء مقارنةً بزراعة الأعضاء التناسلية.

التخثر غير المنظم
بُذلت جهود ناجحة لإنشاء فئران بالضربة القاضية بدون α1،3GT ؛ أدى الانخفاض الناتج في حاتمة αGal عالية المناعة إلى تقليل حدوث الرفض المفرط الحاد ، ولكنه لم يزيل العوائق الأخرى التي تحول دون زرع الأعضاء مثل التخثر غير المنظم ، والمعروف أيضًا باسم تجلط الدم.

تؤدي عمليات زرع الأعضاء المختلفة إلى استجابات مختلفة في التخثر. على سبيل المثال ، تؤدي عمليات زرع الكلى إلى درجة أعلى من اعتلال التخثر ، أو ضعف التخثر ، مقارنة بعمليات زرع القلب ، في حين تؤدي عمليات زرع الكبد إلى قلة الصفيحات الشديدة ، مما يتسبب في وفاة المتلقي في غضون أيام قليلة بسبب النزيف. قد يبدأ اضطراب التخثر البديل ، التخثر ، عن طريق الأجسام المضادة الموجودة مسبقًا التي تؤثر على نظام البروتين C المضاد للتخثر. بسبب هذا التأثير ، يجب فحص متبرعي الخنازير على نطاق واسع قبل الزرع. أظهرت الدراسات أيضًا أن بعض الخلايا المزروعة في الخنازير قادرة على تحفيز التعبير عن عامل الأنسجة البشرية ، وبالتالي تحفيز الصفائح الدموية وتكدس الخلايا الوحيدة حول العضو المزروع بالجنين ، مما يتسبب في حدوث تخثر شديد. بالإضافة إلى ذلك ، قد يكون سبب تراكم الصفائح الدموية التلقائي هو التلامس مع عامل Pig von Willebrand.

مثلما تُعد حاتمة α1،3G مشكلة رئيسية في زراعة الأعضاء الخارجية ، فإن التخثر غير المنظم أيضًا سبب للقلق. الخنازير المعدلة وراثيًا التي يمكنها التحكم في نشاط التخثر المتغير بناءً على العضو المحدد المزروع ستجعل زرع الأعضاء حلاً متاحًا بسهولة أكبر لـ 70000 مريض سنويًا لا يتلقون تبرعًا بشريًا بالعضو أو الأنسجة التي يحتاجونها.

علم وظائف الأعضاء
مطلوب بحث مكثف لتحديد ما إذا كان يمكن للأعضاء الحيوانية أن تحل محل الوظائف الفسيولوجية للأعضاء البشرية. تشمل العديد من القضايا الحجم – الاختلافات في حجم العضو تحد من نطاق المتلقين المحتملين لزرع الأعضاء ؛ طول العمر – يبلغ عمر معظم الخنازير حوالي 15 عامًا ، ومن غير المعروف حاليًا ما إذا كان طعم أجنبي يمكن أن يستمر لفترة أطول من ذلك ؛ الاختلافات بين الهرمونات والبروتينات – ستكون بعض البروتينات غير متوافقة جزيئيًا ، مما قد يتسبب في حدوث خلل في العمليات التنظيمية المهمة. تجعل هذه الاختلافات أيضًا احتمالية زرع الأعضاء الكبدي أقل واعدة ، حيث يلعب الكبد دورًا مهمًا في إنتاج العديد من البروتينات ؛ البيئة – على سبيل المثال ، تعمل قلوب الخنازير في موقع تشريحي مختلف وتحت ضغط هيدروستاتيكي مختلف عنه في البشر ؛ درجة الحرارة – درجة حرارة جسم الخنازير 39 درجة مئوية (2 درجة مئوية أعلى من متوسط ​​درجة حرارة جسم الإنسان). الآثار المترتبة على هذا الاختلاف ، إن وجدت ، على نشاط الإنزيمات المهمة غير معروفة حاليًا.