Буквально вчера мы рассказывали о том, как современные биотехнологии позволяют выращивать органы, принадлежащие одному биологическому виду, в организме другого биологического вида. Напомним – речь шла о том, что исследователи из Японии и США с помощью хитроумных манипуляций со стволовыми клетками и эмбрионами вырастили в крысе поджелудочную железу мыши: железа получилась действительно мышиной, так что ее потом можно было пересаживать ее настоящей «хозяйке». И в конце мы предполагали, что недалек тот день, когда и человеческие органы для трансплантации будут выращивать в каком-нибудь живом инкубаторе – например, в свинье.
Мышиный эмбрион с крысиным сердцем.
Как оказалось, этот день даже ближе, чем могло бы показаться: в только что вышедшей в Cell описана межвидовая химера, сделанная как раз зародыша свиньи и из клеток человека. Но начиналось всё опять-таки с грызунов – как и в той статье, о которой мы говорили вчера, исследователи создавали «смесь» из мышей и крыс, вводя стволовые клетки одного грызуна в эмбрион другого.
Поскольку у зародыша до определённой стадии развития иммунитет ещё не умеет отличать «своих» от «чужих», стволовые клетки нормально приживались и начинали работать вместе с «местными». Здесь, правда, возникала проблема, как быть с собственным органом крысы или мыши, но тут на помощь пришли методы генетической инженерии: у зародыша отключали гены, запускающие формирование сердца, или глаз, или поджелудочной железы (как в той статье, о которой мы рассказывали вчера), или сразу нескольких органов. В результате в эмбрионе появлялось в буквальном смысле пустое место, в котором могли работать стволовые клетки-«пришельцы» – благодаря специфическому окружению из других эмбриональных клеток, они формировали недостающий орган там и тогда, когда это было нужно.
После «крысомышиных» команда химер команда Хуана Карлоса Изписуа Бельмонте из Института Солка решила перейти к химерам из грызунов и свиней. (Кстати, про эксперименты лаборатории Бельмонте мы говорили в позапрошлом году, в связи с их исследованиями механизмов старения.) Однако мышь и свинья всё-таки сильно отличаются друг от друга, и одно из самых проблемных отличий – это разница в размерах.
Тогда вместо мышей взяли стволовые клетки человека, внедрив их в эмбрионы не только свиньи, но и коровы. Стволовые клетки брали не у настоящего человеческого эмбриона – это были так называемые индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, которые получают искусственным образом из специализированных клеток взрослого человека, перепрограммируя их в эмбриональное состояние.
Гибридный эмбрион имплантировали самке, в которой он развивался 3–4 недели. Хотя процедура смешения в обоих случаях прошла успешно, в дальнейшем было решено сосредоточиться только на свиньях, так как они дешевле и с ними проще обращаться. Впрочем, как отмечают сами авторы, успех здесь был относительным: даже в наиболее удачных случаях далеко не все человеческие клетки приживались в зародышах, эмбрионам не хватало клеточного материала и потому они оставались недоразвитыми.
Скорее всего, тут опять сказывались различия между двумя биологическими видами: всё-таки свинья и человек отстоят друг от друга дальше, чем крыса и мышь. Например, если у грызунов внутриутробное развитие отличается всего на несколько дней, то у людей и свиней эта разница составляет пять месяцев – то есть процессы эмбрионального развития идут с довольно разной скоростью, и те сроки, о которых «помнят» человеческие клетки, входят в конфликт со сроками свиного зародыша. И всё же клетки человека вносили свой вклад в формирование органов свиньи: человеческие «следы» находили в мышцах плода и в зачатках печени и поджелудочной железы.
Клетки человека (зелёные) в четырёхнедельном зародыше свиньи.
Если говорить о конкретных цифрах, то в «свиночеловеке» на 100 000 клеток можно найти пока что примерно только одну человеческую. Однако исследователи планируют довести «долю человека» до 0,1–1%. В перспективе подобные химеры могут очень пригодиться для изучения эмбрионального развития и связанных с ним патологий, не говоря уже о том, что с их помощью можно было бы выращивать органы для трансплантации, к которым со стороны иммунитета не было бы никаких претензий. Остаётся только ждать новых экспериментов и надеяться, что неизбежные этические вопросы не станут здесь непреодолимым препятствием.
Источник: НАУКА И ЖИЗНЬ
