Virological aspects of non-human primates or swine-to human xenotransplantation

Natalia Mazurkiewicz; Agnieszka Nowak; Magdalena Hryhorowicz; Joanna Zeyland; Daniel Lipiński; Ryszard Słomski

doi:10.1515/fobio-2017-0008

Autor

Natalia Mazurkiewicz Poznan University of Life Sciences, Department of Biochemistry and Biotechnology
Agnieszka Nowak Poznan University of Life Sciences, Department of Biochemistry and Biotechnology
Magdalena Hryhorowicz Poznan University of Life Sciences, Department of Biochemistry and Biotechnology
Joanna Zeyland Poznan University of Life Sciences, Department of Biochemistry and Biotechnology
Daniel Lipiński Poznan University of Life Sciences, Department of Biochemistry and Biotechnology
Ryszard Słomski Poznan University of Life Sciences, Department of Biochemistry and Biotechnology; Polish Academy of Sciences, Institute of Human Genetics

DOI:

https://doi.org/10.1515/fobio-2017-0008

Słowa kluczowe:

PERV, HIV, zoonoses, transgenic animals

Abstrakt

Istnieje wiele chorób człowieka, które mogą doprowadzić do niewydolności narządów. Konsekwencją często jest konieczność przeprowadzenia przeszczepu. Liczba wykonywanych operacji jest bardzo niska ze względu na niedobór narządów do transplantacji. W konsekwencji liczba osób oczekujących na przeszczep ciągle rośnie. Wyjściem z tej sytuacji może być ksenotransplantacja. Pojęcie ksenotransplantacja pochodzi od greckiego xenos oznaczającego obcy, inny. Jest to każdy zabieg polegający na transplantacji, implantacji lub infuzji biorcy – człowiekowi – komórek, tkanek lub organów odzwierzęcych, również płynów ustrojowych, komórek, tkanek, narządów człowieka (lub ich fragmentów), które miały kontakt ex vivo z komórkami, tkankami lub organami zwierzęcymi. Jedną z przeszkód w przeszczepach ksenogenicznych jest zagrożenie przeniesienia patogenów zwierzęcych i zainfekowanie organizmu człowieka. Wirusami, które stanowią zagrożenie w przeszczepach, w układzie małpy naczelne-człowiek to między innymi: ludzki wirus upośledzenia odporności HIV (z ang. human immunodeficiency virus) i wirus Marburg, które zostały opisane w niniejszej pracy. Ponadto przedstawiono wirusy stanowiące problem w transplantacjach w układzie świnia-człowiek, czyli: endogennego retrowirusa PERV (z ang. porcine endogenous retrovirus), wirusa cytomegalii świni PCMV (z ang. porcine cytomegalovirus), wirusa limfotroficznego świni PLHV (z ang. porcine lymphotropic herpesvirus) oraz wirusa zapalenia wątroby typu E - HEV (z ang. hepatitis E virus). Niniejszy przegląd literatury stanowi najnowszy stan wiedzy na temat mikrobiologicznego bezpieczeństwa ksenotransplantacji.

Pobrania

Statystyki pobrań niedostępne.

Bibliografia

Banks, M., Bendall, R., Grierson, S., Heath, G., Mitchell, J., Dalton, H. 2004. Human and porcine hepatitis E virus strains, United Kingdom. Emerging Infectious Diseases, 10 (5): 953–955.

Boneva, R., Folks, T., Chapman, L. 2001. Infectious disease issues in xenotransplantation. Clinical Microbiology Reviews, 14 (1): 1–14.

Cooper, D.K.C., Ekser, B., Tector, J. 2015. A brief history of clinical xenotransplantation. International Journal of Surgery, 23: 205–210.

Dieckhoff, B., Petersen, B., Kues, W.A., Kurth, R., Niemann, H., Denner, J. 2008. Knockdown of porcine endogenous retrovirus (PERV) expression by PERV-Specific shRNA in transgenic pigs. Xenotransplantation, 15 (1): 36–45.

Dörrschuck, E., Münk, C., Tönjes, R.R. 2008. APOBEC3 proteins and porcine endogenous retroviruses. Transplantation Proceedings, 40 (4): 959–961.

Fischer, K., Kraner-Scheiber, S., Petersen, B., Rieblinger, B., Buermann, A., Flisikowska, T., Flisikowski, K., Christan, S., Edlinger, M., Baars, W., Kurome, M., Zakhartchenko, V., Kessler, B., Plotzki, E., Szczerbal, I., Switonski, M., Denner, J., Wolf, E., Schwinzer, R., Niemann, H., Kind, A. Schnieke, A. 2016. Efficient production of multi-modified pigs for xenotransplantation by ‘combineering’, gene stacking and gene editing. Nature Scientific Reports, 6: 29081.

Fujita, F., Yamashita-Futsuki, I., Eguchi, S., Kamohara, Y., Fujioka, H., Yanaga, K., Furui, J., Moriuchi, R., Kanematsu, T., Katamine. S. 2003. Inactivation of porcine endogenous retrovirus by human serum as a function of complement activated through the classical pathway. Hepatology Research : The Official Journal of the Japan Society of Hepatology, 26 (2): 106–113.

Gazda, L. S., Collins, J., Lovatt, A., Holdcraft, R.W., Morin, M.J., Galbraith, D., Graham, M. Laramore, M.A., Maclean, C., Black, J., Milne, E.W., Marthaler, D.G., Vinerean, H.V., Michalak, M.M., Hoffer, D., Richter, S., Hall, R.D., Smith, B.H. 2016. A comprehensive microbiological safety approach for agarose encapsulated porcine islets intended for clinical trials. Xenotransplantation, 23 (6): 444–463.

Gollackner, B., Mueller, N.J., Houser, S., Qawi, I., Soizic, D., Knosalla, C., Buhler, L., Dor, F.J., Awwad, M., Sachs, D.H., Cooper, D.K., Robson, S.C., Fishman, J.A. 2003. Porcine cytomegalovirus and coagulopathy in pig-to-primate xenotransplantation. Transplantation, 75 (11): 1841–1847.

Gołąb, J., Basak, G.W. 2012. Immunologia. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.

Günzburg, W.H., Salmons, B. 2000. Xenotransplantation: is the risk of viral infection as great as we thought? Molecular Medicine Today, 6 (5): 199–208.

Jura, J., Słomski, R., Gajda, B., Wieczorek, J., Lipiński, D., Kalak, R., Juzwa, W., Zeyland, J. 2006. Uzyskiwanie świń wykorzystywanych w ksenotransplantacji. Biotechnologia, 1 (72): 151–158.

Kuwaki, K., Tseng, Y.-L., Dor, F.J.M.F., Shimizu, A., Houser, S.L., Sanderson, T.M., Lancos, C.J., Prabharasuth, D.D., Cheng, J., Moran, K., Hisashi, Y., Mueller, N., Yamada, K., Greenstein, J.L., Hawley, R.J., Patience, C., Awwad, M., Fishman, J.A., Robson, S.C., Schuurman, H.J., Sachs, D.H., Cooper, D.K. 2005. Heart transplantation in baboons using α1,3-galactosyltransferase gene-knockout pigs as donors: initial experience. Nature Medicine, 11 (1): 29–31.

Morozov, V.A., Plotzki, E., Rotem, A., Barkai, U., Denner, J. 2016. Extended microbiological characterization of göttingen minipigs: porcine cytomegalovirus and other viruses. Xenotransplantation, 23 (6): 490–496.

Morozov, V.A, Heinrichs, G., Denner, J. 2017. Effective detection of porcine cytomegalovirus using non-invasively taken samples from piglets. Viruses, 9 (1): 1–14.

Onions, D., Cooper, D.K., Alexander, T.J., Brown, C., Claassen, E., Foweraker, J.E., Harris, D.L., Mahy, B.W., Minor, P.D., Osterhaus, A.D., Pastoret, P.P., Yamanouchi, K. 2000. An approach to the control of disease transmission in pig-to-human xenotransplantation. Xenotransplantation, 7 (2): 143–155.

Plotzki, E., Wolf-van Buerck, L., Knauf, Y., Becker, T., Maetz-Rensing, K., Schuster, M., Baehr, A., Klymiuk, N., Wolf, E., Seissler, J., Denner, J. 2015. Virus safety of islet cell transplantation from transgenic pigs to marmosets. Virus Research, 204: 95–102.

Plotzki, E., Keller, M., Ehlers, B., Denner, J. 2016. Immunological methods for the detection of porcine lymphotropic herpesviruses (PLHV). Journal of Virological Methods, 233: 72–77.

Rumbwere, D., Benhildah, N., Marshall, T.P., Ryan, R.P. 2016. Predictors of human immunodeficiency virus (HIV) infection in primary care: a systematic review protocol. Systematic Reviews, 5 (1): 158.

Santoni, F., Lindner, I., Caselli, E., Goltz, M., Di Luca, D., Ehlers, B. 2006. Molecular interactions between porcine and human gammaherpesviruses: implications for xenografts? Xenotransplantation, 13 (4): 308–317.

Saxena, R., Khan, F., Masood, M., Qureshi, Z., Rathore, M. 2016. Review on transplantation: a social medical need. Journal of Critical Reviews, 3 (2): 1–7.

Scobie, L., Takeuchi, Y. 2009. Porcine endogenous retrovirus and other viruses in xenotransplantation. Current Opinion in Organ Transplantation, 14: 175–179.

Smorąg, Z., Słomski, R., Jura, J., Lipiński, D., Skrzyszowska, M. 2011. Transgeniczne świnie jako dawcy tkanek i narządów do transplantacji U Ludzi. Przegląd hodowlany, 11:1–4.

Specke, V., Schuurman, H.J., Plesker, R., Coulibaly, C., Ozel, M., Langford, G., Kurth, R., Denner, J. 2002. Virus safety in xenotransplantation: first exploratory in vivo studies in small laboratory animals and non-human primates. Transplant Immunology, 9 (2–4): 281–288.

Wilson, C.A. 2008. Porcine endogenous retroviruses and xenotransplantation. Cellular and Molecular Life Sciences, 65 (21): 3399–3412.

Yang, L., Guell, M., Niu, D., George, H., Lesha, E., Grishin, D., Aach, J., Shrock E., Xu, W., Poci, J., Cortazio, R., Wilkinson, R.A., Fishman, J.A., Church, G. 2015. Genome-wide inactivation of porcine endogenous retroviruses (PERVs). Science, 350 (6264): 1101–1104.

Zeyland, J., Lipiński, D., Słomski, R. 2015. The current state of xenotransplantation.” Journal of Applied Genetics 56 (2): 211–218.