Dodano: 09 grudzień 2019r.

Wyhodowano chimery świni i małpy

W Chinach urodziły się prosięta z komórkami pochodzącymi od makaków. Ostatecznym celem badaczy jest hodowla ludzkich narządów w ciałach zwierząt.

Chimera świni i małpy

 

Chimery świni i małpy przyszły na świat w chińskim laboratorium Key Laboratory of Stem Cell and Reproductive Biology. Choć świnie padły w ciągu tygodnia, naukowcy twierdzą, że to duży krok w kierunku hodowli narządów do przeszczepów w ciałach zwierząt.

Ksenotransplantacje, czyli przeszczepianie narządów jednego gatunku do drugiego, są przedmiotem badań od wielu lat. Choć przypomina to scenariusze z horrorów, może to pomóc zwiększyć pulę dostępnych do przeszczepów narządów i w przyszłości zaradzić niedoborowi ludzkich organów.

Opis wysiłków naukowców ukazał się na łamach pisma „Protein and Cell”.

Chimery świni i małpy

W swoim eksperymencie zespół naukowców kierowany przez Tanga Hai wykorzystał komórki macierzyste makaków krabożernych (Macaca fascicularis). Komórki te zostały genetycznie zmodyfikowane w celu wytwarzania białka fluorescencyjnego, aby naukowcy mogli śledzić komórki po wstrzyknięciu ich do zarodków świni. Następnie komórki te wstrzyknięto do ponad 4000 pięciodniowych embrionów świni. Tak przygotowane zarodki zostały następnie wszczepione lochom.

W rezultacie urodziło się dziesięć prosiąt, z których dwa były chimerami. Małpie komórki rozprzestrzeniły się u nich w tkankach w kilku ważnych narządach, takich jak serce, wątroba, śledziona, płuca i skóra. W rzeczywistości małpie komórki stanowiły niewielki odsetek wszystkich komórek u chimer - od około 0,1 do 0,01 proc.

Niestety, w ciągu tygodnia wszystkie prosięta padły - nie tylko dwie chimery, ale także pozostałe osiem normalnych prosiąt. Ponieważ wszystkie świnie padły, naukowcy sądzą, że przyczyna śmierci nie wynika prawdopodobnie z chimeryzmu. Podejrzewają, że to coś związanego z zapłodnieniem pozaustrojowym - procedury, która jest niezwykle trudna u świń, a tą metodą zapłodniono embriony świń.

Zespół planuje teraz stworzyć zdrowe zwierzęta z większym udziałem małpich komórek. Jeśli to się powiedzie, następnym krokiem będzie próba stworzenia świń, w których jeden narząd składa się prawie wyłącznie z komórek pobranych od naczelnych.

"Wykorzystaliśmy komórki małp do zbadania potencjału rekonstrukcji narządów ludzkich w dużym modelu zwierzęcym. Uważamy, że ta praca ułatwi rozwój ksenogenicznej organogenezy poprzez lepsze zrozumienie procesów ksenogenicznego rozpoznawania, określania losu oraz proliferacji i różnicowania komórek macierzystych naczelnych w trakcie rozwoju u świń. Odkrycia mogą utorować drogę do przezwyciężenia przeszkód w przeprojektowaniu organów heterogenicznych i osiągnięcia ostatecznego celu, jakim jest hodowla narządów ludzkich w organizmie dużego zwierzęcia" - napisali autorzy badania w czasopiśmie „Protein and Cell”.

Eksperymenty z chimerami

Podobne eksperymenty miały miejsce już wcześniej. W 2010 roku Hiromitsu Nakauchi, pracujący obecnie na Uniwersytecie Stanfordai, stworzył myszy z trzustką szczura. Myszy zostały przednio zmodyfikowane tak, by ich własne komórki nie mogły przekształcić się w trzustkę. Z kolei w 2017 roku w Salk Institute w Kalifornii stworzono hybrydę człowieka i świni. W badaniach tych jedna na 100 000 komórek była ludzka. W ubiegłym roku wyhodowano embrion owcy z ludzkimi komórkami. Hybrydowe stworzenie składało się w ponad 99 proc. z genów owiec, ale także w maleńkim procencie (0,01) z genów człowieka.

Wszystkie zarodki, które udało się wyhodować w tych eksperymentach, zostały zniszczone po 28 dniach. Stany Zjednoczone i Europa Zachodnia zabraniają eksperymentów wykorzystujących ludzkie komórki. Niedawno podobny zakaz zniosła Japonia. W Chinach władze przymykały oko na podobne badania aż do afery z przyjściem na świat genetycznie zmodyfikowanych dzieci.

Dlatego też zespół Hai skorzystał nie z ludzkich komórek macierzystych, a z komórek makaków. 

Ksenotransplantacje

Najlepszymi dawcami organów dla człowieka są inni ludzie… oraz świnie. Od lat prowadzi się badania nad tzw. ksenoprzeszczepami, czyli transplantacją narządów lub tkanek od osobnika należącego do innego gatunku. Wbrew pozorom ludzki materiał genetyczny nie różni się znacząco od materiału genetycznego świń. Odpowiednia jest też wielkość narządów oraz mechanizm działania. Ale na przeszkodzie stoją inne problemy.

Niedobór narządów i tkanek potrzebnych do przeszczepów od dawna stanowi jeden z najbardziej znaczących i niezaspokojonych problemów medycznych. Listy osób oczekujących na przeszczepy w każdym ośrodku, który je oferuje, są długie i ogromnej większości chorych nie udaje się doczekać znalezienia odpowiedniego dawcy. Z tego powodu umierają tysiące pacjentów rocznie.

Dzięki tego typu badaniom być może uda się stworzyć ludzkie narządy w ciałach zmodyfikowanych genetycznie zwierząt. Prace nad takim rozwiązaniem trwają od lat i mogłyby odmienić transplantologię.

Inną obiecującą metodą pozyskania organów na przeszczepy jest ich hodowla laboratoryjna. Zastosowanie tutaj mają komórki macierzyste, z których hodowany jest organ. Metoda ta ma przewagę nad innymi głównie dlatego, że taki organ nie zostałby odrzucony przez organizm. Potraktowany zostałby przez system immunologiczny jak „swój”, dlatego, że powstałby z komórek tego samego źródła. Metoda ta jest wciąż rozwijana, ale obecnie brak na tym polu znaczących sukcesów.

 

Źródło: New Scientist, fot. Tang Hai