Две международные исследовательские группы, не экономя на ресурсах, соревнуются, кто первым создаст жизнеспособное существо из клеток разных животных. За последние три года ученые внедрили крысам мышиные клетки и получили живой эмбрион свиньи с человеческими клетками. На очереди — химера обезьяны и человека.

Генетическая гонка

В январе 2017 года с разницей в сутки два самых авторитетных научных журнала — Nature и Cell — опубликовали статьи, о которых сообщили тогда практически все мировые СМИ. Авторами первой были биологи из Токийского и Стэнфордского университетов (Япония и США), второй — ученые из американского Института биологических исследований Солка и испанского Католического университета Мурсии. В обеих публикациях речь шла о химерных эмбрионах — существах, в разных клетках которых присутствуют ДНК нескольких организмов, чаще всего двух, но бывает, что трех и даже четырех.

Химеры — это не гибриды, рождающиеся в результате скрещивания представителей разных видов. Они возникают, как правило, искусственно, когда исследователи в строго определенный момент развития зародыша вводят ему стволовые клетки неродственного животного. Для этого с помощью генетического редактора CRISPR/Cas9 избирательно уничтожается часть эмбриональных клеток, из которых должен сформироваться тот или иной орган. Затем в питательную среду зародыша внедряют стволовые клетки другого вида. Они и превращаются в орган, чью заготовку уничтожили.

Японцы сумели таким образом вырастить крыс с мышиной поджелудочной железой, а американцы и испанцы после тренировки на грызунах создали жизнеспособные эмбрионы свиней с человеческими мускулами. И если «полулюдей-полусвиней» уничтожили на 28-е сутки развития по этическим соображениям, то крысам ученые позволили достичь половозрелого возраста. Затем грызунов умертвили, а их поджелудочные железы пересадили мышам, страдающим диабетом. Органы прижились, а мыши выздоровели.

На первом этапе ученые внедрили плюрипотентные стволовые клетки крысы — они могут дифференцироваться почти во все типы клеток — в эмбрион свиньи. Однако попытка была неудачной: клетки грызунов не прижились в зародышах свиней. На втором этапе исследователи вводили человеческие плюрипотентные клетки в свиной эмбрион. В результате получилась химера — эмбрион свиньи с человеческими мускулами.

«Во всех этих экспериментах речь идет, в первую очередь, о потенциале выращивания органов человека в животных. Пока эта область регенеративной медицины — выращивание отдельных человеческих органов вне тела — буксует. Коллеги хотят экспериментально убедиться, что у этого направления есть будущее. Опыты с животными и эмбриональными клетками человека — промежуточный этап для подтверждения или опровержения возможности в принципе создать функциональный орган в чужеродном окружении», — объяснил РИА Новости ведущий сотрудник института физико-химических исследований RIKEN (Япония) и заведующий лабораторией экстремальной биологии КФУ Олег Гусев.

Частично человек

Этим летом противостояние американо-японской и американо-испанской команд вышло на новый уровень. В июне биологи под руководством профессора Института медицинских наук Токийского университета Хиромицу Накаучи разместили в открытом доступе предварительную версию научной статьи, описывающей эксперименты с клетками приматов.

Стволовые клетки шимпанзе ученые вполне успешно внедрили в пятидневные эмбрионы макак-резусов, а вот соединить клетки человека и обезьяны решились только в чашке Петри. Из этой смеси, кстати, сформировалась функциональная сердечная ткань, но продолжать эксперимент с человеческими клетками на зародыше шимпанзе исследователи не стали — из этических соображений.

Спустя месяц профессор Накаучи получил от японского правительства разрешение на трансплантацию звериного эмбриона, содержащего человеческие клетки, в матку суррогатной самки грызуна.

Биологи планируют внедрить клетки человека в эмбрион мыши, затем подсадить его взрослой самке и позволить развиваться после оплодотворения 14,5 суток. Также исследователи хотят провести подобные опыты на крысах (зародыши проведут в матке 15,5 суток) и свиньях. Ученые обещают, что если в мозге эмбриона будет более 30 процентов человеческих клеток, то эксперимент прекратят. Поэтому бояться появления полулюдей-полумышей или полусвиней не стоит.

Обойти запреты

Специалисты Института биологических исследований Солка и Католического университета Мурсии подобных оговорок не делают. Хотя они уже вырастили первый химерный зародыш обезьяны с клетками человека. Для этого биологам пришлось привлечь к работе коллег из Китая — страны, чье законодательство считается наиболее мягким в отношении экспериментов с человеческими клетками и эмбрионами. По данным газеты, химеру человека и обезьяны создали в одной из научных лабораторий Поднебесной.

Эстрелья Нуньес — исследовательница, занятая в эксперименте, — рассказала журналистам, что зародыши обезьяны с человеческими клетками развивались нормально, но затем их уничтожили из этических соображений. Правда, на какой день это произошло, не уточнила.

«Итоговая цель — создать человеческий орган, подходящий для трансплантации, однако сам путь к цели столь же интересен для ученых», — говорит Нуньес.

По словам Олега Гусева, особых этических сложностей в подобных научных работах нет.

«Уже давно существуют целые экспериментальные модели в онкологии, когда человеческая опухоль выращивается в мышах для изучения эффекта микроокружения. Такие модели называются ксенографтами. На мой взгляд, это очень близкие вещи. Японцы попробуют, используя «суррогатную животную мать», вырастить что-то близкое к органам из клеток эмбрионов людей. То есть возьмут клетки, программа которых уже определена (формирование внутреннего органа. — Прим. ред.), и посмотрят, что с ними станет внутри животного. Конечно, никаких «гибридов мыши и человека» или обезьяны и человека никто делать не собирается. Скорее, речь идет о выращивании органов или даже пробах перспектив этой идеи. Что касается российских наработок в этой области, то ряд коллег работает с ксенографтами (включая лаборатории в КФУ), но в целях онкологических исследований. Кажется, в плане базовой биологии развития подобных проектов нет», — пояснил ученый.

Источник ria.ru