Китайські вчені досягли успіху у вирощуванні нирок, що містять людські клітини, у свинячих ембріонах – це перший у світі випадок, який може одного дня допомогти вирішити проблему дефіциту донорських органів.
Але ця розробка, описана в дослідженні, опублікованому в журналі Cell Stem Cell в четвер, піднімає етичні питання – особливо з огляду на те, що деякі людські клітини також були знайдені в мозку свиней, кажуть експерти.
Дослідники з Інституту біомедицини та охорони здоров’я Гуанчжоу зосередилися на нирках, оскільки вони є одним з перших органів, що розвиваються, і найбільш часто пересаджуються в людській медицині.
“Щурячі органи були отримані з мишей, а мишачі – з щурів, але попередні спроби виростити людські органи в свинях не увінчалися успіхом”, – зазначає старший автор дослідження Лянсюе Лай (Liangxue Lai).
“Наш підхід покращує інтеграцію людських клітин в тканини реципієнта і дозволяє вирощувати людські органи в свинях”.
Цей підхід відрізняється від нещодавніх гучних досягнень у США, де генетично модифіковані свинячі нирки і навіть серце були пересаджені в організм людини.
Нова робота “описує піонерські кроки в новому підході до біоінженерії органів з використанням свиней в якості інкубаторів для вирощування і культивування людських органів”, – сказав Душко Іліч, професор наук про стовбурові клітини в Королівському коледжі Лондона, який не брав участі в дослідженні.
Іліч застерігає, що на шляху перетворення експерименту на життєздатне рішення буде багато викликів, але “тим не менш, ця захоплююча стратегія заслуговує на подальше вивчення”.
Редагування генів
Основною проблемою у створенні таких гібридів було те, що клітини свиней перевершують людські клітини.
Щоб подолати перешкоди, команда використала редагування генів CRISPR для видалення двох генів, необхідних для формування нирок у свинячому ембріоні, створивши так звану “нішу”.
Потім вони додали спеціально підготовлені людські плюрипотентні стовбурові клітини – клітини, які мають потенціал розвиватися в будь-який тип клітин, – які заповнили нішу.
Перш ніж імплантувати ембріони свиноматкам, вони вирощували їх у пробірках, що містили речовини, які живили як людські, так і свинячі клітини.
Загалом вони перенесли 1 820 ембріонів 13 сурогатним матерям. Вагітність переривали на 25 і 28 днях, щоб оцінити, як спрацював експеримент.
Гуманізовані клітини нирок (червона флуоресценція) всередині ембріона в порівнянні з ембріоном свині “дикого типу”. (Wang, Xie, Li, Li, and Zhang et al., Cell Stem Cell, 2023)
П’ять ембріонів, відібраних для аналізу, мали функціонально нормальні для своєї стадії розвитку нирки, в яких починали рости сечоводи, що з часом з’єднували їх з сечовим міхуром.
Вони містили від 50 до 60 відсотків людських клітин.
“Ми виявили, що якщо створити нішу в ембріоні свині, то людські клітини природним чином потрапляють у цей простір”, – сказав співавтор дослідження Чжен Дай.
“Ми побачили лише дуже мало людських нервових клітин у головному і спинному мозку і жодної людської клітини в генітальному гребені”.
Запобігання вторгненню людських клітин у репродуктивну тканину вважається вкрай важливим, оскільки в іншому випадку існує ризик неконтрольованого створення гібридів людини і свині.
Але присутність будь-яких людських клітин у мозку свиней все ще викликає занепокоєння, каже Даріус Відера, професор біології стовбурових клітин з Університету Редінга.
“Хоча цей підхід є очевидною віхою і першою успішною спробою виростити у свиней цілі органи, що містять людські клітини, частка людських клітин у створених нирках все ще недостатньо висока”, – додав він.
У довгостроковій перспективі команда хоче оптимізувати свою технологію для використання в трансплантації людини, але визнає, що вона ще не готова.
Важливим обмеженням було те, що нирки мали судинні клітини, отримані від свиней, що могло викликати відторгнення при пересадці людині.
Тим не менш, вчені планують наполягати на своєму і дозволити ниркам розвиватися протягом більш тривалого часу. Вони також працюють над вирощуванням інших людських органів у свинях, таких як серце та підшлункова залоза.
