Учёные из Института зоологии Китайской академии наук объявили о том, что провели революционный эксперимент. В рамках программы выращивания человеческих органов внутри животных на свет появились два поросёнка с клетками макак-крабоедов. И хотя оба умерли на первой неделе после рождения, эти животные оказались первыми свиньями-химерами, прошедшими все этапы эмбрионального развития.
АиФ.ru разбирается, для чего учёным всё это нужно.
Поросёнок с «немного» человеческим мозгом
Наверняка вы слышали о том, что свинья, дескать, генетически близка человеку. Даже ближе к нему, чем обезьяна. На самом деле это миф, но возник он не на пустом месте. Свинья близка к Homo sapiens, но не геномом, а строением внутренних органов и их размерами. Среди всех млекопитающих именно её органы наилучшим образом подходят нам для пересадки. Понятно, что изъятая у самой обычной хрюшки почка вряд ли приживётся у человека, но что если это будет генно-модифицированная хрюшка? Или хрюшка, в теле которой специально выращены органы из человеческих клеток?
Вот почему именно свиней рассматривают в качестве потенциальных доноров человеческих органов. С этой целью и проводят эксперименты. На языке науки пересадка органов животных в тело человека называется ксенотрансплантацией. В начале нулевых биологи признали метод перспективным и взялись обсуждать его возможности. Тем более что подобные опыты на мышах велись уже давно. Главная проблема, которую требуется решить, заключается в том, чтобы заставить иммунную систему человека не отторгать чужие органы.
Череда сообщений об успешных экспериментах пошла с 2017 года. Сначала японские учёные впервые вырастили орган одного животного внутри другого: они смогли создать поджелудочную железу мыши в теле крысы. Подопытный грызун страдал диабетом, и тесты показали, что после операции регулирование уровня глюкозы в его крови улучшилось.
Затем международная группа генетиков сумела получить (опять-таки впервые в истории) полноценные химерные зародыши свиньи с клетками человека. Эмбрионы были имплантированы свиноматкам. Правда, доля человеческих клеток в них была очень мала — примерно одна на 100 тысяч. К тому же развиваться им позволили лишь 28 дней — после этого процесс был прерван.
Звучали опасения, что поскольку клетки Homo sapiens внедрялись в зародыши на ранней стадии, в дальнейшем они могли превратиться в клетки любого органа, в том числе головного мозга. А это придавало эксперименту морально-этическую окраску. Ведь рано или поздно существо всё равно пришлось бы умертвить (таковы требования научной этики). Но одно дело убивать поросёнка, и совсем другое — поросёнка, чей мозг «немного» человеческий.
«У нас благие цели»
Тем не менее экспериментальным путём биологи смогли доказать, что клетки человека способны успешно «работать» в тканях другого млекопитающего. И даже на ранней 28-дневной стадии можно успеть вырастить в теле свиньи миллионы клеток Homo sapiens, которым можно найти применение в медицине.
Перспективы метода осознают не только учёные. В марте этого года правительство Японии одобрило заявку сотрудников Токийского университета на опыты с гибридными эмбрионами из клеток человека и мыши. Раньше в Стране восходящего солнца был наложен запрет на подобные исследования.
Именно научная группа Токийского университета смогла вырастить два года назад ту самую крысу-диабетика с поджелудочной железой мыши. Теперь учёные хотят ввести эмбриональные стволовые клетки человека в эмбрион генно-модифицированной крысы (у животного неспособна развиться собственная поджелудочная железа). Ожидается, что этот орган вырастет из человеческих клеток. После наблюдений за грызунами японские биологи намерены провести аналогичный эксперимент на свиньях. Не исключено, что тогда уже удастся вырастить полноценную человеческую железу.
«Мы не ожидаем, что начнём сразу выращивать человеческие органы, но надеемся продвинуться в наших исследованиях, отрабатывая технологию, — объяснял свои планы руководитель научной группы Хиромицу Накаучи. — У нас благие цели: в перспективе человеческие органы можно будет выращивать у тех же свиней или овец, решая проблему их хронической нехватки для пересадки людям».
А если что-то пойдёт не так?
Но вернёмся к китайцам, объявившим о своём революционном эксперименте. Как рассказал руководитель исследований доктор Тан Хай в интервью изданию New Scientist, они ввели в пятидневные эмбрионы поросят стволовые клетки обезьян — макак-крабоедов. Эти приматы, которых также называют яванскими макаками, являются довольно близкими родственниками человека. Но ни законы, ни этические нормы, принятые в научной среде, не требуют уничтожать организмы с их клетками в том случае, если эксперимент окажется успешным.
Обезьяньи клетки ввели более чем в 4 тысячи свиных зародышей, а затем подсадили их в матки свиней методом ЭКО. Эмбрионы прижились лишь у десяти самок, но только два из них родились межвидовыми химерами. Метод, который использовали учёные, позволил выяснить, в каких частях поросячьего организма в итоге оказались внедрённые клетки макак. Они были практически во всех тканях, но в крайне малых концентрациях. Больше всего обезьяньих клеток обнаружено в сердце, печени, селезёнке, лёгких и коже.
Оба поросёнка прожили меньше недели. Тан Хай уверен, что причина их смерти не в том, что они родились химерами, а в том, что процедура ЭКО была проведена неудачно: поросята, у которых не оказалось клеток обезьян, тоже быстро погибли. Теперь учёные намерены создать свиней с большим процентом клеток макак. Если это удастся, они попытаются вырастить орган, который будет полностью состоять из клеток приматов.
Эксперимент китайцев уже вызвал нарекания коллег из-за этических соображений. Так, нейробиолог Дуглас Муньос из Королевского университета в Кингстоне (Канада) признался, что подобные проекты его пугают: «Чтобы начать манипулировать жизненными функциями таким способом, надо точно знать, как остановить процесс, если что-то пойдёт не так».
Для донорства химеры не нужны
«Если в эксперименте не планируется создание гибридов с человеческими клетками, то вопрос об этике не стоит, — считает доктор биологических наук, директор Центра наук о жизни Сколтеха и профессор Университета Ратгерса (США) Константин Северинов. — Опыты, в которых делались попытки создать химерных животных, и раньше неоднократно (и успешно) проводились. Эксперимент, проведённый китайскими биологами, очевидно, был поставлен неправильно, раз в нём также погибли поросята, не содержавшие клеток обезьяны. Интерпретировать его результаты невозможно. Также обращаю внимание, что статья про этих химер опубликована в журнале с низким импакт-фактором. Т. е. это некотирующийся журнал, что вполне отражает низкий уровень работы.
Свиней действительно рассматривают как потенциальных доноров органов для человека. Но ведь для этого вовсе не нужно создавать химер. А нужно вывести специальных свиней, которые свободны от некоторых вирусов, имеющихся в геномах обычных свиней и способных вызывать у человека заболевания. А также сделать свиные клетки "незаметными" для иммунной системы человека. И то, и другое можно произвести с помощью геномного редактирования CRISPR-Cas. Такие работы сейчас ведутся в США».
