Ученые впервые создали зародыш с клетками человека и свиньи

Международная группа генетиков впервые создала полноценные химерные зародыши, в которых свиньи сочетаются с клетками человека и других млекопитающих. Это открывает дорогу выращиванию человеческих органов в теле животных, говорится в статье, опубликованной в журнале Cell.

"Работа над этой проблемой заняла четыре года.

Мы явно недооценивали, как много усилий понадобится для реализации этой задачи. Это первый важный шаг на пути выращивания органов человека в теле свиньи. Сейчас нам нужно понять, как заставить клетки человека превращаться в нужные органы, чтобы реализовать нашу реальную задачу — научиться выращивать трансплантируемые органы", — заявил Хуан Бельмонте (Juan Belmonte) из института Салка в Ла-Хойе (США).

Примерно 15 лет назад биологи начали активное обсуждение возможности так называемой ксенотрансплантации — пересадки органов животных в тело человека. Для воплощения этой идеи, как казалось ученым, нужно решить простую задачу — заставить иммунную систему не отторгать чужие органы.

Решение, как можно догадаться, до сих пор не найдено, хотя сейчас генетики разрабатывают особые методы, позволяющие сделать органы свиней и других животных невидимыми для иммунной системы человека. Только в прошлом году известный американский генетик Джордж Черч приблизился к решению этой задачи, удалив часть меток "свой-чужой" при помощи геномного редактора CRISPR/Cas9.

Бельмонте и его коллеги применили эту же систему для решения задачи методом "от противного" — путем выращивания человеческих органов для трансплантации внутри организма свиньи. Такие органы можно создать, если ввести в зародыш свиньи стволовые клетки человека в строго определенный период развития, получив так называемую химеру — организм из двух или более наборов разнородных клеток.

Подобные эксперименты, как рассказывают ученые, уже давно и успешно ведутся на мышах, однако на больших животных, таких как свиньи или обезьяны, опыты пока не проводились или заканчивались неудачно. Команда Бельмонте сделала большой шаг к реализации подобных задач, научившись внедрять фактически любые клетки в зародыши свиней и мышей при помощи CRISPR/Cas9.

Этот редактор ДНК используется в качестве своеобразного "киллера", избирательно убивающего часть клеток зародыша в момент формирования того или иного органа. Тогда ученые вводят в питательную среду стволовые клетки другого вида, которые заполняют пустующую нишу и начинают превращаться в орган, "заготовка" которого была уничтожена. Другие ткани и органы не затрагиваются, что важно по этическим причинам.

Проверив работу этой методики на мышах и вырастив у них крысиные поджелудочные железы, ученые потратили почти четыре года на ее адаптацию для работы с человеческими и свиными клетками. Проблема заключалась в том, что зародыш свиньи развивается в три раза быстрее, чем человеческий, и Бельмонте и его коллеги долго подбирали правильные сроки для имплантации человеческих клеток.

Решив эту задачу, ученые заменили будущие клетки мускулов в нескольких десятках зародышей свиньи и имплантировали их обратно в утробу приемных матерей. Примерно две трети зародышей успешно развивались на протяжении месяца, после чего ученым пришлось прекратить эксперимент по этическим причинам в соответствии с американским законодательством.

Этот успех, как отмечает Бельмонте, открывает дорогу созданию полноценных органов человека, готовых для пересадки и не отторгающихся организмом. Сейчас Бельмонте и его коллеги работают над адаптацией CRISPR/Cas9 для работы в организме свиньи и получением необходимых разрешений на такие опыты.

Источник