Ранние структуры почек, состоящие в основном из человеческих клеток, выращивались в эмбрионах свиней в течение 28 дней в рамках усилий по выращиванию человеческих органов в других животных для трансплантации.
Почки, более чем на 50% состоящие из человеческих, впервые начали расти у свиней после того, как ученые создали эмбрионы из человеческих и свиных клеток и имплантировали их свиноматкам на срок до четырех недель.
Исследование, проведенное Мигелем Эстебаном (Miguel Esteban) из Гуанчжоуского института биомедицины и здоровья в Китае и его коллегами, еще на один шаг приближает нас к возможности выращивать человеческие почки у других животных, чтобы решить проблему нехватки донорских органов.
В настоящее время только в США более 100 000 человек ожидают пересадки почки, причем 13 человек умирают ежедневно.
Чтобы обойти необходимость в донорах, можно выращивать человеческие почки у других видов, например у свиней, которые имеют сходные с нами размеры и физиологию органов.
Эстебан и его коллеги исследовали эту идею, создав эмбрионы свиней, которые не могли самостоятельно формировать почки, путем отключения двух ключевых генов, отвечающих за развитие этих органов.
Затем в эмбрионы свиней ввели стволовые клетки человека, надеясь, что они превратятся в клетки почек свиней и соберутся в соответствующие органы. Человеческие клетки были генетически модифицированы, чтобы помочь им интегрироваться в чужую среду путем увеличения экспрессии двух генов, способствующих выживанию.
Исследователи имплантировали более 1800 гибридных эмбрионов человека и свиньи в репродуктивные пути 13 свиноматок. По этическим соображениям, включая возможность получения свиней с мозгом, похожим на человеческий, если человеческие клетки распространятся за пределы почек, эмбрионы росли только 25-28 дней, после чего их удаляли и анализировали.
Только пять эмбрионов успешно имплантировались, но они смогли развить ранние структуры почек, включая миниатюрные канальцы, которые на 50-65% состояли из человеческих клеток, а остальные - из клеток свиньи.
"Это очень важное исследование", - говорит Цзюнь Ву из Юго-Западного медицинского центра Техасского университета. Ву и его команда сообщили о создании первых эмбрионов человека и свиньи в 2017 году, но смогли включить в них лишь очень небольшую часть человеческих клеток, которые не собрались в органы.
Эстебан и его коллеги проследили, куда делись человеческие клетки в эмбрионах свиней, пометив их красным флуоресцентным маркером. Они обнаружили, что очень немногие из них попали в раннюю центральную нервную систему или другие органы, что, по словам Ву, обнадеживает.
В настоящее время исследователи получили разрешение комитета по этике своего института на развитие таких эмбрионов человека и свиньи в течение 35 дней, чтобы убедиться, что гуманизированные почки продолжают созревать должным образом и что минимальное количество человеческих клеток попадает в другие органы. "Мы будем двигаться вперед шаг за шагом, пока не достигнем полного срока беременности", - говорит Эстебан. По его словам, они также рассматривают возможность выращивания в свиньях других человеческих органов, таких как сердце и печень.
Помимо этого подхода, другие группы работают над тем, чтобы использовать органы только свиней для трансплантации людям. Так, например, 14 июля хирурги из NYU Langone Health успешно пересадили свиную почку человеку, находящемуся в состоянии смерти. Почка была получена от животного, у которого был вырезан один ген, чтобы его органы не вызывали иммунной реакции у человека. Представитель NYU Langone Health сообщил New Scientist, что спустя почти два месяца почка мужчины продолжает нормально функционировать.
Ву считает, что комбинация этих двух подходов - выращивание в свиньях почек, которые в основном соответствуют человеческим, и удаление генов, которые могут вызвать иммунную реакцию, - может оказаться наиболее эффективной.
Источник: Cell Stem Cell
