© Weizhi Ji, Kunming University of Science and TechnologyХимерная бластоциста, содержащая клетки макаки и человека
© Weizhi Ji, Kunming University of Science and Technology
Химерная бластоциста, содержащая клетки макаки и человека
Американские, испанские и китайские биологи создали гибридные эмбрионы человека и макаки, которые просуществовали вне организма до двадцати дней. Такие химерные эмбрионы нужны ученым для изучения раннего развития человека, моделирования болезней и скрининга новых лекарств, а в будущем — для создания потенциально трансплантируемых клеток, тканей и органов. Результаты исследования опубликованы в журнале Cell.
Первые межвидовые химеры млекопитающих были созданы в 1970-х годах на основе лабораторных моделей грызунов, однако создать жизнеспособные гибриды, внедрив человеческие клетки в организм-хозяин, до последнего времени не удавалось.
Ситуация изменилась в прошлом году, когда ученые из американского Института биологических исследований Солка вместе с китайскими коллегами из Куньминского университета науки и технологий в Юньнани создали технологию, которая позволила в течение длительного периода времени поддерживать жизнь химерных эмбрионов макак, находящихся вне тела животного.
«Образование химер с нечеловеческими приматами, более тесно связанными с людьми по эволюционной шкале, чем все ранее использовавшиеся виды, позволит лучше понять, существуют ли барьеры для образования гибридов и есть ли способы, с помощью которых их можно преодолеть», — приводятся в пресс-релизе издательства Cell Press слова руководителя исследования профессора Хуана Карлоса Изписуа Бельмонте (Juan Carlos Izpisua Belmonte) из лаборатории генной экспрессии Института Солка.
На шестой день существования эмбрионов обезьян Macaca fascicularis, развивающихся ex vivo, авторы ввели в каждый из них по 25 человеческих стволовых клеток из индуцированной плюрипотентной клеточной линии. Эти клетки могут участвовать в образовании как эмбриональных, так и внеэмбриональных тканей.
Через сутки человеческие клетки обнаружили у 132 эмбрионов. Спустя десять дней 103 химерных эмбриона все еще развивались. Вскоре выживаемость стала снижаться, и к 19-му дню в живых остались только три химеры. Однако важно то, что процент человеческих клеток в эмбрионах был высоким на протяжении всего времени, пока они продолжали расти.
Исследователи выполнили анализ транскриптома как человеческих, так и обезьяньих клеток эмбрионов и на основе его результатов идентифицировали несколько новых либо усиленных в химерах путей клеточной коммуникации.
«Понимание того, какие пути участвуют в коммуникации химерных клеток, позволит нам, возможно, улучшить эту коммуникацию и повысить эффективность химеризма у видов-хозяев, которые эволюционно более далеки от людей», — объясняет Изписуа Бельмонте.
Исследователи надеются, что такие химерные эмбрионы можно будет использовать для исследований, которые с этической точки зрения проблематично проводить на людях.
«Поскольку мы не можем осуществлять определенные типы экспериментов на людях, важно, чтобы у нас были модели для более точного изучения и понимания человеческой биологии и болезней, — отмечает ученый. — Важная цель экспериментальной биологии — разработка модельных систем, позволяющих изучать болезни человека в условиях in vivo».
На следующем этапе исследований авторы планируют более подробно изучить все пути межвидовой клеточной коммуникации, выделив среди них жизненно важные с точки зрения биологического развития.