Органы человека вырастят в организме свиньи. Или нет?

В январе 2017 г. вышло сразу две работы, посвященные созданию химер для трансплантации органов. Исследователи из Токийского университета (Япония) вырастили в теле крысы поджелудочную железу мыши. С помощью технологии редактирования генома TALENs ученые выключили в зиготе (оплодотворенной яйцеклетке) крысы ключевой для развития поджелудочной железы ген Pdx1. Чуть позже, на стадии бластоцисты, когда зародыш представляет собой шар из нескольких десятков клеток, «подсадили» к нему мышиные стволовые клетки. Химерный эмбрион имплантировали для вынашивания в матку крысы. Так как организм крысы с выключенным Pdx1 не мог сформировать поджелудочную железу, она развилась из мышиных стволовых клеток. Позже эту поджелудочную железу пересадили больной диабетом мыши, и она исправно функционировала.

Другая группа ученых, из США и Испании, провела серию экспериментов, которая закончилась созданием химерного эмбриона из клеток человека и свиньи. Начали они, фактически, с повторения экспериментов японцев: внесли эмбриональные стволовые клетки крысы в эмбрион мыши, «выключив» – на этот раз с помощью системы CRISPR/Cas9 – ген Pdx1, ген Nkx2.5, важный для развития сердца, и ген Рах6, играющий ключевую роль в развитии глаз, носа и мозга. В результате получились мыши, глаза, сердца и поджелудочные железы которых содержали клетки крысы. Многие из них дожили до зрелого возраста, а одна мышь прожила два года, то есть, до своей мышиной старости.

Затем исследователи попытались создать химер, подсаживая индуцированные плюрипотентные стволовые клетки человека в эмбрионы крупного рогатого скота и свиньи. Здесь начались трудности: человеческие клетки «не горели желанием» образовывать химерные эмбрионы.

Несмотря на то, что химеры из клеток человека и свиньи образовывались чуть хуже, дальше работали с ними, так как свиньи лучше подходят для выращивания органов для человека: близки размеры. Более двух тысяч химерных эмбрионов имплантировали 41 свиноматке, наступило 18 беременностей, и дальше развивалось 186 эмбрионов. Через месяц развитие эмбрионов прервали, и ученые исследовали их. Многие эмбрионы были меньше, чем должны быть, и прижившихся человеческих клеток в них было мало.

Ученые объясняют свою относительную неудачу тем, что свиньи и люди эволюционно гораздо дальше друг от друга, чем крысы и мыши, и процессы развития идут слишком по-разному. Например, у свиньи беременность длится всего около четырех месяцев, тогда как у человека – девять, видимо, эта разница мешает человеческим клеткам адекватно влиться в процесс. Возможно, эффективность химеризации повысится, если эмбрион свиньи лишить возможности образовывать определенные ткани. Ученые, однако, довольны тем, что все же обнаружили выжившие клетки человека, и считают, что нынешняя неудача – техническая проблема, которая может быть решена.

Фото: https://www.flickr.com, https://commons.wikimedia.org и https://commons.wikimedia.org

Подготовила Мария Перепечаева