Учёные нашли способ вырастить внутри эмбриона мыши несколько миллионов человеческих клеток всего из нескольких стволовых клеток человека. Эта технология пригодится для испытания лекарств и создания материала для трансплантации.
Достижение описано в научной статье, опубликованной в журнале Science Advances.
Все лекарства испытываются на животных. Но братья наши меньшие не так похожи на человека, как хотелось бы медикам. Например, коронавирус SARS-CoV-2, убивший уже около 300 тысяч человек по всему миру, практически не опасен для мышей.
Поэтому учёные работают над созданием грызунов со значительной долей человеческих клеток в организме. Они могли бы послужить куда более совершенной моделью Homo sapiens.
Кроме того, подобные животные могли бы стать живыми фабриками человеческих клеток для трансплантации пациентам. Они очень нужны при некоторых заболеваниях. Выращивать подобные клетки в живом организме, а не "в пробирке", принципиально важно, поскольку только так они приобретают нужные свойства.
Однако не так уж просто оказалось создать подобных химер (так называются организмы, состоящие из клеток разных биологических видов). Человеческие стволовые клетки, внедрённые в эмбрион животного, очень неохотно размножались и превращались в зрелые клетки человеческих тканей.
Дело в том, что существуют разные стадии развития стволовых клеток. Клетки недавно сформировавшегося эмбриона (бластоцисты) мыши находятся в так называемом исходном (naïve) состоянии. В то же время стволовые клетки человека, с которыми работают экспериментаторы, обычно стоят уже на более поздней стадии развития. Это так называемые готовые (primed) клетки.
"Когда готовые человеческие клетки попадают в бластоцисту мыши, они не развиваются", – констатирует глава исследовательской группы Цзянь Фэн (Jian Feng) из Нью-Йоркского университета в Буффало.
Учёные задались целью вернуть готовые стволовые клетки человека в исходное состояние, чтобы они находились на той же стадии развития, что и окружающие их клетки мышиного эмбриона. И биологи нашли способ это сделать.
Авторы на три часа заблокировали в человеческих клетках синтез важного фермента mTOR. Это запустило целый каскад событий, влияющих на работу генов и внутриклеточный обмен веществ. В итоге стволовые клетки из готовых стали исходными.
Исследователи пересадили эти клетки в мышиный эмбрион возрастом 3,5 дня. Они стали успешно размножаться и превращаться в зрелые клетки человеческих органов (в частности, глаза и печени). Всего за 17 дней 10–12 пересаженных клеток превратились в миллионы. Это намного больше, чем когда-либо раньше удавалось вырастить в мышином эмбрионе.
Исследователи подсчитали, что через 17 дней от 0,1% до 4% всех клеток зародыша были человеческими. И эта оценка занижена, так как метод не учитывал человеческие эритроциты (поскольку они не имеют ядра).
"У нас есть много вопросов, на которые нужно ответить, прежде чем технология станет полезной, но это первый случай, когда кто-либо сгенерировал так много зрелых человеческих клеток в эмбрионе мыши", – заключает Фэн.
К слову, ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали о том, как в организме мыши заработала "печень" из стволовых клеток человека. Рассказывали мы и о пересадке человеческих клеток в эмбрион овцы.
