Ученые создали химерные эмбрионы человека и обезьяны

Исследователи из Китая и США вводили человеческие стволовые клетки эмбрионам приматов и смогли вырастить химерные эмбрионы в течение значительного периода времени — до 20 дней. Исследование, несмотря на его этические проблемы, может дать новое понимание биологии развития и эволюции. Это также имеет значение для разработки новых моделей биологии человека и болезней. Работа появится 15 апреля в журнале Cell .

«Поскольку мы не можем проводить определенные типы экспериментов на людях, важно, чтобы у нас были более совершенные модели для более точного изучения и понимания человеческой биологии и болезней», — говорит старший автор Хуан Карлос Изписуа Бельмонте, профессор Лаборатории экспрессии генов в Институт биологических наук Солка. «Важной целью экспериментальной биологии является разработка модельных систем, позволяющих изучать болезни человека в условиях in vivo».

Межвидовые химеры у млекопитающих были созданы с 1970-х годов, когда они были созданы у грызунов и использовались для изучения процессов раннего развития. Прогресс, сделавший возможным данное исследование, был достигнут в прошлом году, когда группа, сотрудничающая с этим исследованием, во главе с Вэйчжи Цзи из Куньминского университета науки и технологий в Юньнани, Китай, создала технологию, которая позволила эмбрионам обезьян оставаться в живых и расти вне тела в течение длительный период времени.

В текущем исследовании через шесть дней после создания эмбрионов обезьян в каждый из них вводили по 25 человеческих клеток. Клетки были из индуцированной плюрипотентной клеточной линии, известной как расширенные плюрипотентные стволовые клетки, которые могут вносить вклад как в эмбриональные, так и внеэмбриональные ткани. Через сутки человеческие клетки были обнаружены у 132 эмбрионов. Спустя 10 дней 103 химерных эмбриона все еще развивались. Вскоре выживаемость стала снижаться, и к 19-му дню в живых остались только три химеры. Однако важно то, что процент человеческих клеток в эмбрионах оставался высоким на протяжении всего времени, пока они продолжали расти.

«Исторически сложилось так, что поколение химер человек-животное страдало из-за низкой эффективности и интеграции человеческих клеток в организм-хозяин», — говорит Изписуа Бельмонте. «Образование химеры между человеческими и нечеловеческими приматами, вида, более тесно связанного с людьми по эволюционной временной шкале, чем все ранее использовавшиеся виды, позволит нам лучше понять, существуют ли эволюционно наложенные барьеры для образования химер и есть ли они любые средства, с помощью которых мы можем их преодолеть».

Исследователи выполнили анализ транскриптома как на человеческих, так и на обезьяньих клетках эмбрионов. «На основе этих анализов было идентифицировано несколько путей коммуникации, которые были либо новыми, либо усиленными в химерных клетках», — объясняет Изписуа Бельмонте. «Понимание того, какие пути участвуют в коммуникации химерных клеток, позволит нам, возможно, улучшить эту коммуникацию и повысить эффективность химеризма у видов-хозяев, которые эволюционно более далеки от человека».

Следующим важным шагом для этого исследования является более подробная оценка всех молекулярных путей, участвующих в межвидовой коммуникации, с непосредственной целью определения путей, жизненно важных для процесса развития. В более долгосрочной перспективе исследователи надеются использовать химеры не только для изучения раннего развития человека и моделирования болезней, но и для разработки новых подходов к скринингу лекарств, а также для создания потенциально трансплантируемых клеток, тканей или органов.

В сопутствующем Preview in Cell излагаются потенциальные этические соображения, связанные с созданием химер человек / нечеловеческих приматов. Изписуа Бельмонте также отмечает, что «мы как ученые обязаны проводить наши исследования вдумчиво, соблюдая все этические, правовые и социальные нормы». Он добавляет, что перед началом этой работы «этические консультации и обзоры проводились как на институциональном уровне, так и посредством контактов с неаффилированными специалистами по биоэтике. Этот тщательный и подробный процесс помог направить наши эксперименты».

Эта работа была поддержана Национальной программой ключевых исследований и разработок, Национальным фондом естественных наук Китая, крупным проектом фундаментальных исследований науки и технологий Юньнани, ключевыми проектами программы фундаментальных исследований в провинции Юньнань, планом поддержки развития талантов высокого уровня. Провинция Юньнань и проекты фундаментальных исследований Юньнани, UCAM и Фонд Moxie.

---

Источник истории:

Материалы предоставлены Cell Press . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.