Babi-babi muda yang bersemangat berlari menuju pengunjung ke tempat mereka pemandangan dalam sebuah peternakan yang tidak biasa mungkin mewakili masa depan transplantasi organ – dan di sini tidak ada bermain-main di lumpur.
Organ babi pertama yang diedit genenya yang pernah ditransplantasikan ke manusia berasal dari hewan-hewan yang lahir di peternakan penelitian khusus di pegunungan Blue Ridge – di balik gerbang terkunci, di mana masuknya memerlukan mencuci kendaraan Anda, menukar pakaian Anda dengan jubah medis dan masuk ke bak disinfektan untuk membersihkan sepatu bot Anda di antara setiap kandang ber-AC.
“Ini adalah hewan-hewan yang berharga,” kata David Ayares dari Revivicor Inc., yang menghabiskan puluhan tahun belajar untuk mengklon babi dengan perubahan genetik yang tepat untuk mengizinkan eksperimen berani pertama itu.
Biosecurity semakin ketat hanya beberapa mil jauhnya di Christiansburg, Virginia, di mana kawanan baru dipelihara – babi-babi yang diharapkan akan menyediakan organ untuk studi formal tentang transplantasi hewan ke manusia secepatnya tahun depan.
Bangunan besar pertama dari jenisnya ini sama sekali tidak menyerupai peternakan. Lebih mirip dengan pabrik farmasi. Dan sebagian dari itu ditutupi hanya bagi karyawan tertentu yang dipilih dengan hati-hati yang mengenakan mandi waktu, mengenakan pakaian dan sepatu yang disediakan perusahaan, dan kemudian memasuki enclave tempat piglet tumbuh dewasa.
Di balik penghalang perlindungan itu ada beberapa babi terbersih di dunia. Mereka bernapas udara dan minum air yang lebih baik difilter terhadap kontaminan daripada yang dibutuhkan untuk manusia. Bahkan makanan mereka juga disinfektan – semua untuk mencegah mereka dari terinfeksi oleh infeksi yang mungkin pada akhirnya merugikan penerima transplantasi.
“Kami merancang fasilitas ini untuk melindungi babi dari kontaminasi dari lingkungan dan dari orang,” kata Matthew VonEsch dari United Therapeutics, perusahaan induk Revivicor. “Setiap orang yang memasuki bangunan ini adalah risiko patogen yang mungkin.”
Associated Press mendapat kesempatan untuk melihat apa yang diperlukan untuk mengkloning dan memelihara babi-babi desainer untuk organ mereka – termasuk sebuah “fasilitas bebas patogen” senilai $75 juta yang dibangun untuk memenuhi standar keamanan Administrasi Obat dan Makanan untuk xenotransplantasi.
Menciptakan babi untuk mengatasi kekurangan organ manusia
Ribuan orang Amerika setiap tahunnya meninggal dalam menunggu transplantasi, dan banyak ahli mengakui bahwa tidak akan pernah cukup donor manusia untuk memenuhi kebutuhan.
Hewan menawarkan janji menggoda dari pasokan siap pakai. Setelah puluhan tahun percobaan yang gagal, perusahaan termasuk Revivicor, eGenesis dan Makana Therapeutics mengubah babi agar lebih mirip manusia.
Hingga saat ini di AS sudah ada empat transplantasi “penggunaan belas kasihan”, percobaan terakhir pada pasien yang sekarat – dua jantung dan dua ginjal. Revivicor menyediakan kedua jantung dan satu ginjal. Meskipun keempat pasien tersebut meninggal dalam beberapa bulan, mereka memberikan pelajaran berharga bagi para peneliti yang siap mencoba lagi pada orang-orang yang tidak terlalu sakit.
Saat ini FDA sedang mengevaluasi hasil yang menjanjikan dari percobaan di tubuh manusia yang disumbangkan dan menunggu hasil studi tambahan organ babi pada bapak-bapak sebelum memutuskan langkah selanjutnya.
Mereka adalah organ semi-kustom – “kami mengembangkan babi-babi ini hingga ukuran penerima,” kata Ayares – yang tidak akan menunjukkan keausan atau penyakit kronis seperti kebanyakan organ yang didonasikan oleh manusia.
Para ahli bedah transplantasi yang telah mengambil organ di peternakan Revivicor “berkata, ‘Oh Tuhan, itu ginjal tercantik yang pernah saya lihat,'” tambah Ayares. “Hal yang sama ketika mereka mendapatkan jantung, jantung yang sehat merah muda bahagia dari hewan muda.”
Tantangan utama: bagaimana menghindari penolakan dan apakah hewan mungkin membawa beberapa risiko infeksi yang tidak diketahui.
Proses dimulai dengan memodifikasi gen dalam sel-sel kulit babi di laboratorium. Awalnya, Revivicor menghapus gen yang menghasilkan gula bernama alfa-gal, yang memicu penghancuran langsung dari sistem kekebalan manusia. Selanjutnya datanglah “knockout” tiga gen, untuk menghilangkan bendera merah lain yang memicu sistem kekebalan. Sekarang perusahaan fokus pada 10 suntingan gen – gen babi yang dihapus dan gen manusia yang ditambahkan yang bersama-sama mengurangi risiko penolakan dan pembekuan darah plus membatasi ukuran organ.
Mereka mengkloning babi dengan modifikasi tersebut, mirip dengan bagaimana Dolly si domba diciptakan.
Dua kali seminggu, rumah potong mengirimkan ratusan telur yang diambil dari ovarium babi ke Revivicor. Bekerja dalam kegelapan dengan telur yang sensitif terhadap cahaya, para ilmuwan memandang melalui mikroskop sambil menyedot DNA maternal. Kemudian mereka menyelipkan modifikasi genetik.
“Masukkan dengan rapi dan halus,” bisik peneliti senior Lori Sorrells, mendorong ke tempat yang tepat tanpa merusak telur. Goncangan listrik ringan menyatukan DNA baru dan mengaktifkan pertumbuhan embrio.
Ayares, seorang genetikawan molekuler yang memimpin Revivicor dan membantu menciptakan babi klon pertama di dunia pada tahun 2000, mengatakan teknik itu “seperti bermain dua permainan video sekaligus,” memegang telur di tempat dengan satu tangan dan memanipulasinya dengan tangan yang lain. Babi yang dimodifikasi pertama perusahaan, knockout gen GalSafe tunggal, sekarang dikembangbiakkan daripada diklon. Jika xenotransplantasi akhirnya berhasil, babi lain dengan kombinasi gen yang diinginkan akan, juga.
Beberapa jam kemudian, embrio dibawa ke peternakan penelitian dalam inkubator yang dapat dipegang dan ditanamkan ke babi betina yang menunggu.
Akomodasi mewah untuk babi penting
Di peternakan penelitian, lagu Tom Petty “Free Fallin'” sedang mengiringi kandang piglet, di mana musik mengakomodasi anak-anak ke suara manusia. Di kandang ber-AC, hewan-hewan itu menyambut penuh semangat sampai jelas bahwa pengunjung mereka tidak membawa camilan. Yang berusia 3 minggu berlari kembali ke keamanan ibu. Di sebelah sana, saudara-saudara yang lebih tua berbaring untuk tidur atau memeriksa bola dan mainan lainnya.
“Ini adalah kemewahan bagi babi,” kata Ayares. “Tapi ini adalah hewan-hewan yang sangat berharga. Mereka adalah hewan yang sangat cerdas. Saya pernah melihat anak babi bermain dengan bola bersama seperti sepak bola.”
Sekitar 300 babi berbagai usia tinggal di peternakan ini, terletak di perbukitan yang bergelombang, lokasinya yang tepat dirahasiakan karena alasan keamanan. Tag di telinga mereka mengidentifikasi genetika mereka.
“Ada beberapa yang saya sapa,” kata Suyapa Ball, kepala teknologi porcine dan operasi peternakan Revivicor, sambil menggosok punggung salah satu babi. “Anda harus memberi mereka kehidupan yang baik. Mereka memberikan hidup mereka untuk kami.”
Sebagian babi yang digunakan untuk eksperimen yang paling kritis – percobaan awal dengan orang dan studi bapak yang diperlukan oleh FDA – dihuni di kandang yang lebih terbatas, bahkan lebih bersih.
Tetapi di Christiansburg tetangga adalah sinyal terang bahwa xenotransplantasi sedang memasuki fase baru – besarnya fasilitas bebas patogen baru United Therapeutics. Di dalam bangunan seluas 77.000 kaki persegi ini, perusahaan berharap dapat memproduksi sekitar 125 organ babi setahun, kemungkinan cukup untuk memasok uji klinis.
Video perusahaan menunjukkan piglet berlari-lari di belakang penghalang perlindungan, mengunyah mainan dan menggerakkan bola bolak-balik.
Mereka lahir di pusat persalinan babi yang terhubung ke fasilitas ini, disapih satu atau dua hari kemudian dan dipindahkan ke kandang super-bersih mereka untuk dibesarkan dengan tangan. Selain mandi yang disediakan di tempat, para pengurus mereka harus mengenakan setelan dan masker pelindung baru sebelum memasuki setiap suite kandang babi – tindakan pencegahan lain terhadap kuman.
Zona babi dikelilingi dari semua sisi oleh sistem keamanan dan mekanis yang melindungi hewan-hewan itu. Udara luar masuk melalui sistem penyaringan ganda. Tangki raksasa menyimpan persediaan air minum cadangan. Berdiri di atas ruang babi, VonEsch menunjukkan bagaimana pipa dan ventilasi diletakkan untuk memungkinkan pemeliharaan dan perbaikan tanpa kontak dengan hewan.
Akan memakan bertahun-tahun uji klinis untuk membuktikan apakah xenotransplantasi benar-benar bisa berhasil. Tetapi jika berhasil, rencana United Therapeutics adalah untuk fasilitas yang bahkan lebih besar, mampu memproduksi hingga 2.000 organ setahun, di beberapa tempat di seluruh negara.
Bidang ini berada pada titik di mana berbagai jenis studi “mengatakan kepada kami bahwa tidak ada kecelakaan kereta api, bahwa tidak ada penolakan seketika,” kata Ayares. “Dua atau tiga tahun ke depan akan sangat menarik.”