Ученые впервые вставили клетки человека в зародыш свиньи

Международная группа генетиков впервые создала полноценные "химерные" зародыши свиньи с органами из клеток человека и ряда других млекопитающих, что открывает дорогу для выращивания человеческих органов внутри тела животных, говорится в статье, опубликованной в журнале Cell.

"Работа над этой проблемой заняла четыре года. Мы явно недооценивали то, как много усилий понадобится на реализацию этой задачи. Это важный первый шаг на пути выращивания органов человека в теле свиньи. Сейчас нам нужно понять, как заставить клетки человека превращаться в нужные нам органы для того, 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 активно обсуждать возможность так называемой ксенотрансплантации - пересадки органов животных в тело человека. Для воплощения этой идеи в жизнь, как казалось ученым раньше, нужно было решить простую задачу - заставить иммунную систему не отторгать "чужие" органы.

Эта задача, как можно догадаться, до сих пор не решена, хотя сейчас генетики работают над созданием особых генных терапий, делающих органы свиней и прочих животных "невидимыми" для нашей иммунной системы. Только в прошлом году известный американский генетик Джордж Черч приблизился к решению этой задачи, удалив часть таких меток "свой-чужой" при помощи геномного редактора CRISPR/Cas9.

Бельмонте и его коллеги использовали эту же систему для того, чтобы подойти к решению этой задачи методом "от противного" - создания человеческих органов для трансплантации, выращенных внутри организма свиньи. Их можно создать, если ввести в зародыш свиньи или другого животного стволовые клетки человека в строго определенный период развития, получив так называемую "химеру" - организм, составленный из двух или более наборов разнородных клеток.

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

Данный редактор ДНК используется в качестве своеобразного "киллера", избирательно убивающего часть клеток в зародыше в тот момент, когда внутри зародыша начинает формироваться тот или иной орган. В этот момент ученые вводят в питательную среду стволовые клетки другого вида животных, которые заполняют пустующую нишу и начинают превращаться в тот орган, "заготовка" которого была уничтожена при помощи CRISPR/Cas9. Другие ткани и органы не затрагиваются, что важно по этическим причинам.

Проверив работу этой методики на мышах, вырастив "крысиные" поджелудочные железы в их теле, ученые потратили почти четыре года на адаптацию этой методики для работы с человеческими и свиными клетками. Проблема заключалась в том, что зародыш свиньи развивается в три раза быстрее, чем его человеческий аналог, и Бельмонте и его коллеги очень долго подбирали правильное время для имплантации человеческих клеток.

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

Успех в реализации этой задачи, как отмечает Бельмонте, открывает дорогу для реального создания полноценных органов человека, готовых для пересадки и не отторгающихся нашим организмом. Сейчас Бельмонте и его коллеги работают над адаптацией CRISPR/Cas9 для работы в организме свиньи, и получением всех необходимых разрешений на такие опыты.