Перше дослідження, яке показало розвиток міжвидової химери як нового джерела органів для пересадка
У дослідженні, опублікованому в Cell1, химери – названі на честь міфічного монстра лева-козла-змія – вперше створені шляхом поєднання матеріалу людини і тварин. The Клітини людини можна успішно побачити, що росте всередині свині після того, як людські стовбурові клітини (які мають здатність розвиватися в будь-яку тканину) вводять у ембріон свині за допомогою передової технології стовбурових клітин.
Це дослідження під керівництвом професора Хуана Карлоса Ізпісуа Бельмонте з Інституту біологічних досліджень Солка в Каліфорнії є величезним проривом і піонерською роботою в розумінні та реалізації потенціалу міжвидові химери і надає безпрецедентну можливість вивчати ранній розвиток ембріона та орган формування.
Як розвивається химера людина-свиня?
Однак автори описують цей процес як досить неефективний з низьким рівнем успішності всього ~9 відсотків, але вони також помітили, що людські клітини успішно функціонують, коли є частиною химери людина-свиня. Низький рівень успіху в основному пояснюється еволюційним розривом між людиною та свинею, а також не було жодних доказів того, що людські клітини інтегрувалися в передчасну форму тканини мозку. Низький рівень успіху, але спостереження показують, що мільярди клітин в ембріоні химери все одно матимуть мільйони людських клітин. Тестування лише цих клітин (навіть від 0.1% до 1%), безумовно, було б доцільним у більш широкому контексті для досягнення довгострокового розуміння міжвидової химери.
Схоже дослідження химери було також опубліковано приблизно в той же час у журналі Nature під керівництвом Хіроміцу Накаучі зі Стенфордського інституту біології стовбурових клітин та регенеративної медицини, яке повідомляє про функціональні острівці в химерах щурів і мишей.2.
Етична дискусія навколо химер, як далеко ми можемо зайти?
Однак дослідження, пов’язані з розвитком міжвидових химер, також є етично дискусійними і викликають занепокоєння щодо того, наскільки такі дослідження можуть бути проведені та є юридично та соціально прийнятними. Це передбачає етичну відповідальність та органи, що ухвалюють юридичні рішення, а також викликає декілька питань.
Якщо взяти до уваги всі етичні міркування, невідомо, чи a людина-тварина-химера може народитися коли-небудь. Чи буде етично, якщо її народжену, але не дозволену породу, роблячи її стерильною? Крім того, питання про те, який відсоток клітин людського мозку може бути частиною химери, також сумнівний. Чи може химера потенційно потрапити в якусь незручну сіру зону як предмет між дослідженнями на тваринах і людях. Вчені мало знають про свій власний вид через багато перешкод для досліджень на людях. Ці бар’єри включають відсутність підтримки досліджень ембріонів, заборону будь-яких клінічних випробувань, пов’язаних із генетичною модифікацією зародкової лінії (клітин, які стають сперматозоїдом або яйцеклітиною), і обмеження на дослідження біології розвитку людини.
Без сумніву, вченим доведеться вирішувати ці питання у відповідний час, а не уникати їх. Такі зусилля створять основу та просунуть шлях для подальших досліджень, які є етично обґрунтованими та нададуть глибше розуміння «бути людиною».
Автори категорично стверджують, що їх мета полягає в тому, щоб перш за все зрозуміти, як клітини двох різних видів (тут свиня і людина) змішуються, диференціюються та інтегруються, і що вони проаналізували химеру людини і свині на дуже ранній стадії розвитку.
Багато викликів, але величезна надія на майбутнє
Це дослідження є захоплюючим, незважаючи на те, що воно є етично складним, і знаменує собою перший крок до створення людських органів, які можна пересаджувати, за допомогою великих тварин (свиня, корова тощо), чиї органи можуть пересаджуватися. орган Розмір і фізіологія дуже близькі і схожі на людські. Однак, якщо ми подивимося на поточне дослідження, рівні імунного відторгнення дуже високі. Внесок свиней (клітин свині) в кожен орган, який росте в химері, є надзвичайно серйозним викликом для будь-яких думок про успішну трансплантацію органів людям.
Проте справжня надія на майбутнє тут полягає в тому, щоб мати можливість мати нове джерело органів для трансплантації у людей за допомогою технологій стовбурових клітин і редагування генів. Це важливо і актуально, враховуючи величезну потребу в трансплантації серед пацієнтів, багато з яких помирають у списку очікування (особливо з потребами нирок і печінки), а також через величезну нестачу достатньої кількості донорів.
Автори стверджують, що це дослідження також вплине на інші суміжні галузі досліджень. Постійний розвиток химер із відносно більшою кількістю людської тканини має наслідки та корисність у вивченні початку захворювань у людей та для скринінгу ліків перед випробуваннями на людях, окрім розуміння відмінностей між видами. У цьому дослідженні ця технологія не використовувалася для людських химер, але, теоретично кажучи, у майбутньому можна буде розробити додаткову методологію, щоб спробувати використовувати химери для виготовлення людських органів для трансплантації. Додаткова робота в цій галузі дозволить зрозуміти можливий успіх і обмеження цих технологій, які використовуються для розробки химери.
Це перше і важливе дослідження щодо розвитку химер людини і тварин, яке відкриває шлях до подальшого розуміння науковим співтовариством шляхів створення та розвитку клітин у тваринних умовах.
***
Джерела
1. Wu J та ін. 2018. Міжвидовий химеризм із плюрипотентними стовбуровими клітинами ссавців. Осередок. 168 (3). https://doi.org/10.1016/j.cell.2016.12.036
2. Yamaguchi T et al. 2018. Міжвидовий органогенез породжує аутологічні функціональні острівці. природа. 542. https://doi.org/10.1038/nature21070
