Cellular xenotransplantation of animal cells into people: benefits and risk.

ABSTRACT

The main benefit of xenotransplantation is its potential to overcome the worldwide organ shortage experienced in allotransplantation. Allogeneic transplantation is the only successful therapy for several life-threatening diseases, with cell, tissue or organ donation only partially meeting the demand and many patients dying while waiting for treatment. With supply falling short of demand, it is foreseen that the use of porcine material may at some stage overcome the existing gap between organ availability and clinical need. Recently, pig islet cells have been utilised in clinical trials, with safety being demonstrated. Indeed, pig-derived cells present several advantages i) porcine cells have a stable function and differentiation pattern and are not tumorigenic; ii) pig cells have been shown to meet the physiological needs in large animal models; iii) the source of pig cells can be scaled up to meet demands in a highly standardised manner, and with respect to animal welfare regulations; iv) 'designated-pathogen-free' (DPF) pig lines can be produced, which could result in a higher safety profile than allotransplantation itself; v) the risk of zoonosis, which was raised years ago as the major hurdle, has been recently circumvented and is actually viewed as a controlled risk; and vi) immune risks are being circumvented via the use of genetically modified donor animals and encapsulation of porcine cells, particularly for the treatment of diabetes. Overall, the benefit appears to outweigh potential risks with respect to cellular xenotransplantation and this is discussed further in this review.

La xénotransplantation (ou hétérogreffe) a pour principal avantage de contourner le problème de la pénurie d'organes disponibles dans le monde pour réaliser des allogreffes. En effet, la transplantation allogénique est la seule thérapie qui permet de traiter avec succès certaines maladies potentiellement mortelles, mais les dons de cellules, de tissus et d'organes ne satisfont qu'une partie de la demande, de sorte que nombre de patients meurent dans l'attente d'un traitement. L'offre étant inférieure à la demande, on peut prévoir que le recours à des organes porcins puisse s'imposer dans un avenir plus ou moins proche afin de réduire l'écart entre les organes disponibles et les besoins cliniques. Récemment, des cellules d'îlots pancréatiques porcins ont été utilisées dans le cadre d'essais cliniques et leur innocuité a été démontrée. En effet, les cellules d'origine porcine présentent plusieurs avantages i) les cellules porcines ont un fonctionnement et une différenciation cellulaires stables et ne sont pas tumorigènes ; ii) il a été démontré que les cellules porcines sont physiologiquement compatibles avec celles de modèles de grands animaux ; iii) le recours aux cellules porcines peut être échelonné en suivant des normes précises, en fonction de la demande et dans le respect de la réglementation applicable au bien-être animal ; iv) il est possible de produire des lignées cellulaires exemptes de microorganismes pathogènes spécifiques, ce qui offre encore plus de garanties de sécurité qu'une allogreffe ; v) le risque de zoonose, qui constituait le principal obstacle il y a quelques années a été récemment surmonté et on le considère aujourd'hui comme maîtrisé ; vi) les risques pour le système immunitaire du receveur ont été surmontés grâce à l'utilisation d'animaux génétiquement modifiés en tant que donneurs et à l'encapsulation des cellules porcines, en particulier pour les greffes destinées à des patients diabétiques. Les auteurs approfondissent l'examen des avantages de la xénotransplantation, qui l'emportent largement sur ses risques potentiels.

RESUMEN

La principal ventaja del xenotrasplante reside en las posibilidades que ofrece para poner remedio a la penuria mundial de órganos destinados a alotrasplantes. El trasplante alogénico es la única terapia eficaz para muchas enfermedades potencialmente mortales, pero las donaciones de células, tejidos y órganos cubren solo una parte de la demanda y muchos pacientes mueren en espera de recibir tratamiento. Ante una oferta que no alcanza a cubrir la demanda, es previsible que en algún momento se recurra a material porcino como medio de subsanar el déficit de órganos disponibles para atender las necesidades clínicas existentes. En fechas recientes se han realizado ensayos clínicos con células de islote pancreático de cerdo y se ha demostrado que resultan seguras. De hecho, el uso de células de origen porcino presenta varias ventajas i) las células porcinas tienen un patrón estable de funcionamiento y diferenciación y no son tumorígenas; ii) en modelos de animales de gran tamaño está demostrado que las células de cerdo responden a las necesidades fisiológicas; iii) es posible multiplicar las fuentes de células porcinas para responder a la demanda de modo sumamente normalizado y respetando las reglamentaciones de bienestar animal; iv) es posible generar linajes porcinos certificados como «exentos de patógenos¼, lo que podría ofrecer niveles de seguridad incluso mayores que los del propio alotrasplante; v) últimamente se ha podido conjurar el riesgo de zoonosis, que hace unos años parecía constituir el principal obstáculo y actualmente se considera un riesgo controlado; y vi) actualmente ya se evita el riesgo inmunitario gracias al uso de animales donantes genéticamente modificados y al encapsulamiento de las células porcinas, en especial para tratar la diabetes. Globalmente, por lo que respecta al xenotrasplante celular, los beneficios parecen pesar más que los eventuales riesgos, como indican los autores en su examen detallado.