Ученые вырастили химерного зародыша человека и обезьяны

Молекулярные биологи впервые в истории науки создали зародыши, в которых есть клетки человека и макак-крабоедов. Статью с описанием их работы опубликовал научный журнал Cell.

"Почти все попытки создать химер между человеком и другими животными обычно заканчивались безрезультатно, поскольку клетки людей в таких зародышах приживаются очень плохо. Создав химеры на основе клеток людей и приматов, которые близки к человеку в эволюционном плане, мы сможем понять, что мешает формированию химер и как можно преодолеть эти барьеры", – рассказал Хуан Бельмонте, профессор Института Солка(США) и один из авторов работы.

Химерами ученые называют живые организмы, которые состоят из разнородного набора клеток. Их источником могут быть как разные особи одного и того же вида, так и представители разных видов. Первых искусственных химер ученые создали полвека назад. До недавнего времени их использовали, чтобы изучать процессы развития млекопитающих и других животных.

Несколько лет назад Бельмонте и его коллеги обнаружили, что химеры можно использовать для выращивания полноценных органов – например, для трансплантации. Для этого нужно на определенных стадиях развития зародыша избирательно уничтожить часть его клеток. Первые эксперименты по созданию таких химер закончились успехом: ученые работали с зародышами из клеток мышей и крыс, а также овец, свиней и человека.

Несмотря на это, ученые столкнулись с общей проблемой всех химер, одним из компонентов которых были стволовые клетки человека. Через несколько фаз деления доля таких клеток внутри тканей зародышей уменьшалась до 0,01%. Из-за этого их нельзя использовать для выращивания пригодных для пересадки органов.

Бельмонте и его коллеги предположили, что причиной этих проблем могут быть различия в работе генетической программы роста зародыша в клетках людей и других млекопитающих, предки которых в ходе эволюции разделились десятки миллионов лет назад. Поэтому исследователи попытались встроить стволовые клетки человека в зародыши близких родственников человека – макак-крабоедов.

Технически и этически эта работа стала возможной благодаря прибору, который создали китайские коллеги Бельмонте. С его помощью можно очень долго поддерживать жизнедеятельность зародышей обезьян вне утробы матери. Воспользовавшись этим прибором, биологи создали несколько сотен зародышей макак и ввели в каждый из них по 25 стволовых клеток человека.

Значительная часть эмбрионов продолжила развиваться на протяжении более двух недель, а доля человеческих клеток в них почти не падала. Благодаря этому ученые выделили несколько цепочек генов и типов взаимодействий между клетками, работа которых внутри химерного зародыша сильно отличалась от функционирования в зародышах человека и макак.

Бельмонте и его коллеги надеются, что продолжение их исследований поможет понять, что именно мешает человеческим клеткам встраиваться в другие типы зародышей. Ответ на этот вопрос откроет дорогу для выращивания полноценных органов и тканей тела, пригодных для имплантации и не вызывающих отторжения у пациентов, подытожили ученые.