В Китае поросята родились с клетками, полученными от макак. Конечной целью исследователей является выращивание органов человека в телах животных.
Химеры свиньи и обезьяны родились в китайской лаборатории Ключевой лаборатории стволовых клеток и репродуктивной биологии. Хотя свиньи умерли в течение недели, ученые говорят, что это большой шаг к выращиванию органов для трансплантации в телах животных.
Ксенотрансплантация, то есть пересадка органов от одного вида к другому, уже много лет является предметом исследований. Хотя это напоминает фильм ужасов, это может помочь увеличить количество органов, доступных для трансплантации, и исправить нехватку человеческих органов в будущем.
Описание усилий ученых опубликовано в журнале « Белок и клетка ».
Химеры свиньи и обезьяны
В своем эксперименте группа ученых под руководством Танга Хай использовала стволовые клетки макак-крабоедов ( Macaca fascicularis ). Эти клетки были генетически модифицированы для производства флуоресцентного белка, чтобы ученые могли отслеживать клетки при введении в эмбрионы свиней. Затем клетки были введены в более чем 4000 пятидневных эмбрионов свиньи. Затем подготовленные эмбрионы имплантировали свиноматкам.
В результате родилось десять поросят, двое из которых были химерами. Клетки обезьяны распространились по своим тканям в несколько жизненно важных органов, таких как сердце, печень, селезенка, легкие и кожа. На самом деле клетки обезьян составляли небольшой процент от всех клеток химер — примерно от 0,1 до 0,01 процента.
К сожалению, все поросята погибли в течение недели-не только две химеры, но и оставшиеся восемь нормальных поросят. Поскольку все свиньи погибли, ученые считают, что причина смерти вряд ли может быть химерной. Они подозревают, что это связано с экстракорпоральным оплодотворением — процедурой, чрезвычайно сложной для свиней, и этот метод использовался для оплодотворения свиных эмбрионов.
Теперь команда планирует создать здоровых животных с более высокой долей обезьяньих клеток. Если это удастся, следующим шагом будет попытка создать свиней, у которых один орган почти полностью состоит из клеток, собранных у приматов.
«Мы использовали клетки обезьяны для изучения потенциала реконструкции органов человека на модели крупного животного. Мы считаем, что эта работа будет способствовать развитию ксеногенного органогенеза за счет лучшего понимания процессов ксеногенного распознавания, определения судьбы и пролиферации и дифференцировки стволовых клеток приматов во время Открытия могут проложить путь к преодолению препятствий на пути к перепроектированию разнородных органов и достижению конечной цели размножения человеческих органов у крупного животного, пишут авторы исследования в журнале Protein and Cell.
Эксперименты с химерами
Подобные эксперименты уже проводились. В 2010 году Хиромицу Накаучи, в настоящее время работающий в Стэнфордском университете, создал мышей с крысиной поджелудочной железой. Мышей предварительно модифицировали таким образом, чтобы их собственные клетки не могли превратиться в поджелудочную железу. В 2017 году в Институте Солка в Калифорнии был создан гибрид человека и свиньи. В этих исследованиях одна клетка из 100 000 была человеческой. В прошлом году эмбрион овцы был скрещен с человеческими клетками . Гибридное создание составило более 99 процентов. гены овцы, но и крошечный процент (0,01) человеческих генов.
Все зародыши, выращенные в этих экспериментах, были уничтожены через 28 дней. США и Западная Европа запрещают эксперименты с использованием человеческих клеток. Недавно аналогичный запрет был снят Японией . В Китае власти закрывали глаза на подобные исследования вплоть до скандала с рождением генетически модифицированных детей .
Поэтому команда Хай использовала не стволовые клетки человека, а клетки макаки.
Ксенотрансплантация
Лучшими донорами органов для людей являются другие люди… и свиньи. В течение многих лет проводились исследования так называемого ксенотрансплантаты, т.е. пересадка органов или тканей от особи, принадлежащей к другому виду. Вопреки видимости, генетический материал человека незначительно отличается от генетического материала свиней. Размеры органов и механизм действия также соответствующие. Но на пути стоят другие проблемы.
Нехватка органов и тканей, необходимых для трансплантации, уже давно является одной из самых значительных и нерешенных медицинских проблем. Очереди на трансплантацию в каждом из центров, которые ее предлагают, длинные, и подавляющее большинство пациентов с нетерпением ждут возможности найти подходящего донора. Из-за этого ежегодно умирают тысячи пациентов.
Благодаря этому типу исследований возможно создание человеческих органов в телах генетически модифицированных животных. Работа над таким решением ведется уже много лет и может изменить трансплантологию.
Еще одним перспективным методом получения органов для трансплантации является их лабораторное культивирование. Пригодятся здесь стволовые клетки, из которых выращен орган. Этот метод имеет преимущество перед другими главным образом тем, что такой орган не будет отторгаться организмом. Иммунная система воспринимала бы его как «свое собственное», поскольку возникала бы из клеток того же источника. Этот метод все еще находится в стадии разработки, но в настоящее время значительных успехов в этой области нет.