Выращены первые эмбрионы свиньи с человеческим сердцем

Ученым впервые удалось вырастить эмбрионы свиньи с сердцами, содержащими человеческие клетки. Эмбрионы прожили 21 день, и за это время их сердца начали биться. Результаты исследования были представлены на ежегодном собрании Международного общества исследований стволовых клеток в Гонконге.
Владимир Губайловский
Владимир Губайловский
Выращены первые эмбрионы свиньи с человеческим сердцем
Свиной эмбрион на 33 день жизни. Daniel Sambraus/Science Photo Library
Ученые разрабатывают химеры человека и животного, чтобы создать животных с человеческими органами, которые можно будет пересаживать людям. Это поможет решить глобальную проблему нехватки органов для трансплантаций.

Один из подходов к решению проблемы нехватки органов — это создание химер, эмбрионов животных, у которых отсутствуют некоторые гены, необходимые для формирования определенного органа, например сердца. Затем в эмбрионы вводят человеческие стволовые клетки в надежде, что именно человеческие клетки, а не клетки животного, сформируют этот орган. Несколько групп уже использовали этот метод для выращивания человеческих мышечных и кровеносных клеток в эмбрионах свиней.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Свиньи являются подходящим видом доноров, поскольку размер и анатомия их органов сопоставимы с человеческими, говорит соавтор работы Лай Лянсюэ, биолог из Института биомедицины и здравоохранения Гуанчжоу Китайской академии наук. Ранее команда Лая выращивала человеческие почки на ранней стадии развития в эмбрионах свиней, которые выживали в течение месяца в организме беременных свиней. Теперь ученые решили проверить, возможны ли подобные результаты для сердца.

Бьющееся сердце

В новом исследовании, Лай и его команда перепрограммировали человеческие стволовые клетки, чтобы повысить их способность выживать в организме свиньи. Ученые ввели в эмбрион гены, которые предотвращают гибель клеток и усиливают их рост. Затем они создали эмбрионы свиней, в которых были отключены два специфических гена, играющих ключевую роль в развитии сердца. Несколько стволовых клеток человека были введены в эмбрионы свиньи на стадии морулы, в тот момент, когда эмбрион представляет собой шар из примерно дюжины клеток, которые быстро делятся. Затем эмбрионы были перенесены в суррогатных свиней.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Морула
Морула
Britannica

Команда обнаружила, что эмбрионы росли до 21 дня, после чего не выживали. Лай говорит, что, возможно, человеческие клетки нарушили функцию свиных сердец. По словам Лая, когда исследователи более подробно изучили эмбриональные сердца, они обнаружили, что они выросли до размеров, эквивалентных сердцу человека на той же стадии развития — размером с кончик пальца — и начали биться. Он добавляет, что человеческие клетки удалось идентифицировать, поскольку они были помечены люминесцентным биомаркером и светились.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Сердце человеческого эмбриона (день 54 — 56).
Сердце человеческого эмбриона (день 54 — 56).
https://embryology.med.unsw.edu.au/

Исследователи не сообщили, какая часть сердца состоит из человеческих клеток. В их предыдущей работе по развитию почек у свиней примерно 40–60% почечной ткани состояло из человеческих клеток; остальное по-прежнему составляли клетки свиньи.

Пока решены далеко не все проблемы. Распространенной проблемой, связанной с химерами, является вероятность заражения линий человеческих клеток клетками других видов.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

«Флуоресцентные клетки были расположены в ограниченной части сердца, поэтому неясно, насколько хорошо они интегрировались с донорскими клетками», — говорит Хидеки Масаки, ученый, занимающийся стволовыми клетками в Институте науки в Токио. Если исследователи хотят разработать сердца для трансплантации, сердца необходимо делать исключительно из человеческих клеток, чтобы не провоцировать иммунную систему человека на атаку органов.