В теле крысы вырастили «химерную» почку мыши

Молекулярные биологи из Японии впервые вырастили полноценные почки мышей внутри тела крыс, изначально не имевших их из-за мутации в ДНК. Подобные "химеры" могут стать главными донорами органов для человека уже в ближайшем будущем, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

"Недавно мы уже создали мышей, чья поджелудочная железа была заменена на ее крысиный аналог. Поэтому мы решили проверить, можно ли вырастить полноценную почку подобным образом, что имеет гораздо больше практических применений в медицине", — рассказывает Теппей Гото (Teppei Goto) из Национального института физиологии в Окадзаки (Япония).

Примерно 15 лет назад биологи начали активно обсуждать возможность так называемой ксенотрансплантации — пересадки органов животных в тело человека. Для воплощения этой идеи в жизнь, как казалось ученым раньше, нужно было решить простую задачу — заставить иммунную систему не отторгать "чужие" органы.

Эта проблема, как можно догадаться, до сих пор не решена, хотя сейчас генетики работают над созданием особых генных терапий, делающих органы свиней и прочих животных "невидимыми" для нашей иммунной системы. Только недавно известный американский генетик Джордж Черч приблизился к решению этой задачи, удалив часть меток "свой-чужой" при помощи геномного редактора CRISPR/Cas9.

Несколько лет назад генетики из Калифорнии и Японии разработали методику, которая позволяет решить эту задачу методом "от противного", выращивая нужные органы из "своих" клеток внутри "чужого" организма.

Для этого, как обнаружили эти исследователи, достаточно убить часть клеток зародыша, отвечающих за формирование этих тканей, на первых этапах его развития, и заменить их стволовыми клетками второго живого существа. Это приведет к формированию вполне полноценных органов, "чистых" с точки зрения генетики и иммунитета реципиента.

Гото и его коллеги сделали очередной шаг к решению этой большой научной и общественной задачи, открыв методику, которая позволяет выращивать подобным образом полноценные почки, пригодные для имплантации в тело больного животного или человека.

Для этого ученые получили несколько сотен зародышей крыс и обработали их при помощи CRISPR/Cas9, повредив ген Sall1, отвечающий за формирование почек и верхней части мочевыводящих путей. Убедившись в том, что эти органы в эмбрионах отсутствовали, генетики ввели в них стволовые клетки мышей и имплантировали их в утробу суррогатных матерей.

В общей сложности, ученым удалось получить 18 новорожденных крысят с поврежденным геном Sall1, две трети которых обладали полноценными почками, сформировавшимися из мышиных клеток. Органы всех детенышей, по словам Гото, не содержали в себе дефектов и хорошо справлялись с выводом токсинов и воды из организма.

Что интересно, крысята, у которых были повреждены обе копии Sall1, не дожили до взрослых лет жизни и погибли в первые несколько недель после рождения. Это было связано не с нарушениями в работе их почек, а с тем, что они не могли нормально пить молоко своей суррогатной матери.

Успешное завершение этих опытов, как считает Гото, на практике подтверждает то, что подобная методика ксенотрансплантации вполне жизнеспособна, и что ее можно будет применять в будущем для массового выращивания органов людей.

Она, как надеются ученые, навсегда решит проблему с хроническим недостатком почек, сердца, костного мозга и других "дефицитных" органов. Для этого, по словам Гото, биологам нужно будет решить еще одну большую проблему — понять, как заставить человеческие клетки лучше приживаться в зародышах свиней и других крупных млекопитающих.