Alexander Vitkovski (alev_biz) wrote,
Alexander Vitkovski
alev_biz

Category:

Химерные зародыши человека и обезьяны дорастили в пробирке до 19-го дня

Группа Хуана Исписуа Бельмонте опубликовала данные о создании первых химерных зародышей человека и обезьяны. Всего ученые собрали 132 химерных эмбриона — но не стали имплантировать их в матку, а довели часть из них в культуре in vitro до 20-го дня развития.

Химерные зародыши человека и обезьяны дорастили в пробирке до 19-го дня

Человеческие клетки внутри химер прижились успешно: в поздних зародышах они составляли до 7 процентов от эмбриональных тканей. И даже обменивались сигналами со своими соседями — клетками макака-крабоеда. Работа опубликована в журнале Cell.



В 2019 году одна за другой появились две новости из мира химерных зародышей: правительство Японии одобрило создание эмбрионов из клеток человека и мыши, а в Китае к этому времени уже вырастили зародыш-гибрид человека и обезьяны. О результатах первого, японского эксперимента мы до сих пор ничего не знаем. Данные о втором, китайском исследовании, были фрагментарными — это была утечка в испанскую газету, а сама работа тогда еще не вышла. И только сейчас результаты появились в печати. Как рассказали авторы работы изданию STAT, ее не получилось быстро довести до конца и опубликовать из-за пандемии.

Создание химерных зародышей — задача полезная (например, внутри них можно было бы выращивать запасные органы для человека), но этически неоднозначная. Ученые и биоэтики до сих пор не могут договориться о том, в какой момент стоит останавливать подобные эксперименты — из опасений, что нервные или половые клетки человека окажутся встроены в ткани животного. Поэтому в США такого рода исследования не получают государственного финансирования, и группе Хуана Карлоса Исписуа Бельмонте (Juan Carlos Izpisúa Belmonte) пришлось проводить их в Китае.

Однако договориться с эмбриональными клетками оказалось еще сложнее, чем с этическим комитетом. Дело в том, что в предыдущих экспериментах с химерами «человек-обезьяна» человеческие клетки приживались плохо — быстро останавливались в развитии или гибли апоптозом.

Решать эту проблему можно разными способами. Например, недавно американские биологи создали химерные эмбрионы человека и свиньи, чтобы вырастить в них человеческие мышцы. Для того, чтобы это стало возможно, в клетках человека выключили ген TP53, который отвечает, среди прочего, за клеточное самоубийство.

Группа Бельмонте пошла по другому пути — ученые «усовершенствовали» эмбриональные клетки человека. Обычно для таких экспериментов их получают путем репрограммирования: берут взрослые клетки организма и «откатывают» до зародышевого состояния, когда они способны дать любые ткани человека, но не внезародышевые ткани (вроде плаценты). В ходе «усовершенствования» клетки обрабатывают дополнительными сигнальными веществами, чтобы «откатить» их еще дальше — на ту стадию, когда из них можно получить и зародышевые, и внезародышевые ткани.

Исследователи взяли 132 эмбриона макака-крабоеда на стадии бластоцисты (шестой день после оплодотворения, зародыш похож на полый шар с кучкой клеток на одной из стенок) и ввели в каждый по 25 усовершенствованных эмбриональных человеческих клеток. Эти клетки пометили красным флуоресцентным белком, чтобы проще было их потом разглядеть в химерном зародыше. Оказалось, что на седьмой день все 132 гибридных зародыша светились красным — то есть человеческие клетки в них прижились.

Бельмонте и коллеги продолжили культивировать химерные эмбрионы in vitro — разработанный ими метод позволяет выращивать зародыши в течение нескольких недель, не подсаживая в матку. До 15-го дня развития дожила половина химер, до 19-го — около 10 процентов (дальше их не культивировали). К этому моменту эмбрионы пережили в пробирке аналог имплантации и гаструляции (разделения на несколько слоев и формирования общего плана тела). Доля человеческих клеток в зародышевых тканях оказалась до 7 процентов. Это выше предыдущего рекорда в химере человек-мышь (4 процента) и сильно выше, чем то, что удавалось получить в химерах человек-свинья (доли процента).

Химерные зародыши человека и обезьяны дорастили в пробирке до 19-го дня
Так выживали эмбрионы: контрольные (черный) и химерные (зеленый)

Во внезародышевых тканях клеток человека нашлось меньше — около 4 процентов. Это может быть связано с тем, что они случайно реже попадают в эти ткани или что программа развития внезародышевых тканей разнится у обезьян и людей.

Чтобы проследить за тем, что происходит внутри гибридных зародышей, авторы работы разобрали их на отдельные клетки и отсеквенировали РНК этих клеток — так можно было проверить, какие гены в них работают и, соответственно, во что эти клетки собираются превратиться. Оказалось, что клетки обезьян более прочно стоят на своем пути развития — по набору транскриптов их проще разделить на зародышевые и внезародышевые ткани. А вот все типы человеческих клеток были похожи по набору РНК-транскриптов. Заодно выяснилось, что работа генов в химерных зародышах отличается от таковой в контрольных, состоящих из клеток только обезьяны или человека. В частности, внутри гибридов клетки экспрессировали больше генов, связанных с разными поверхностными рецепторами — то есть, судя по всему, человеческая и обезьянья части химеры активно «общались» друг с другом.

Как и любое первое в своей области исследование, работа Бельмонте и коллег вызывает больше вопросов, чем дает ответов. Им предстоит еще выяснить, можно ли сделать химерные эмбрионы более жизнеспособными и научить человеческие клетки лучше внутри них выживать. К тому же, впереди много работы на поле взаимодействия человеческих клеток с обезьяньими — придется разбираться в том, как они влияют друг на друга, можно ли их сделать более «дружелюбными» и как они продолжат общаться в развивающихся тканях.

Автор: Полина Лосева





Ссылка на источник

Tags: биология, биотехнология, генетика, химерные организмы, эмбриология
Subscribe

Posts from This Journal “химерные организмы” Tag

Buy for 20 tokens
По поводу моего вчерашнего поста "Я разорён", каюсь, был не прав, однако получил очень полезный фитбек. Об этом подробно... (фото: Яндекс Картинки, кадр из к/ф Во все тяжкие) Возможно было глупо использовать стандартную подачу информации, а именно "кликбейт", когда пишу…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 2 comments