Группе китайских ученых впервые удалось вырастить эмбрионы свиней с функционирующими сердцами, содержащими человеческие клетки. О достижении исследователи сообщили на ежегодном мероприятии Международного общества по исследованию стволовых клеток (ISSCR), недавно прошедшем в Гонконге.
Эксперименты с так называемыми эмбрионами-химерами, которым с помощью генных технологий вживляют клетки человека, проводят не первый год. В качестве доноров часто используют свиней, поскольку по анатомии и размерам органов они близки к людям.
Один из подходов в рамках этого метода предполагает создание эмбрионов животных с отсутствием некоторых генов, необходимых для развития определенного органа, к примеру, почек или сердца. Затем эмбрионам вводят стволовые клетки человека в расчете, что орган сформируется из них, а не из клеток животного. Ранее таким образом удалось получить эмбрионы свиней с человеческими клетками кровеносных сосудов и мышц. Конечная цель опытов — однажды вырастить внутри химер человеческие органы, пригодные для пересадки людям.
Очередное исследование в этой области провела группа под руководством биолога Лай Лянсюэ (Lai Liangxue) из Китайской академии наук. В предыдущих экспериментах ученые из Поднебесной добились, что зародыши свиней с зачатками человеческих почек до месяца выживали в утробе свиноматок. Теперь специалисты показали, что схожие результаты возможны с сердцем. Текст исследования еще не прошел рецензирование в научных журналах, но статью о нем опубликовал Nature.
Авторы работы пояснили, что человеческие стволовые клетки до переноса в химеры предварительно «перепрограммировали», введя гены, предотвращающие гибель и усиливающие рост, чтобы повысить их выживаемость. У зародышей свиней отключили два определенных гена, играющих ключевую роль в формировании сердца, и на стадии морулы вскоре после оплодотворения им ввели модифицированные стволовые клетки. Затем эмбрионы подсадили суррогатным свиноматкам.
Зародыши росли и развивались, но дольше 21 дня не прожили. Ученые допустили, что человеческие клетки могли нарушить работу их миниатюрных сердец. Изучив органы, исследователи обнаружили, что за время эксперимента они успели забиться, а их размер — примерно с кончик пальца — соответствовал человеческому на той же стадии развития. Удостовериться в том, что сердца состояли из клеток человека, позволил светящийся люминесцентный биомаркер, которым их пометили. Исследователи не уточнили процентное соотношение человеческих клеток в сердечной ткани. В прошлых опытах с почками их доля колебалась от 40% до 60%.
Коллеги-биологи намерены внимательно изучить работу, чтобы понять, действительно ли китайским специалистам удалось добиться хорошей интеграции с донорскими клетками. Для создания органов, которые можно будет использовать для трансплантации людям, они должны быть полностью из человеческих клеток, чтобы не спровоцировать отторжение организмом.