Исследование, осуществленное специалистами из Китая и США, было основано на введении стволовых клеток человека в эмбрион примата с обеспечением всех условий роста этого химерного гибридного эмбриона в течение достаточно продолжительного периода времени – до 20 дней. Несмотря на очевидную этическую проблематичность проекта, результаты могут привести к формированию новых взглядов в биологии развития и эволюции. Данная работа также имеет значение для развития новых моделей человеческой биологии в норме и патологии. Статья опубликована 15 апреля 2021 года в журнале Cell.
«Поскольку мы не можем проводить определенные виды исследований на людях, нам очень важно иметь по возможности совершенные модели для более точного изучения и понимания человеческой биологии и болезней человека. Одна из главных целей экспериментальной биологии состоит в разработке моделирующих систем, которые позволили бы изучать динамику заболеваний в условиях in vivo».
Хуан Карлос Изписуа Бельмонте, старший автор публикации, профессор лаборатории экспрессии генов, Институт биологических исследований Солка (Сан-Диего, Калифорния, США).
Межвидовые так называемые «химеры» млекопитающих создаются начиная с 1970-х годов, когда в целях изучения ранних процессов развития опыты проводились на грызунах. Прорыв, сделавший возможным сегодняшнее исследование, был достигнут в прошлом году, когда партнерская группа из Куньминского научно-технологического университета (Китай), возглавляемая Вэйчжи Цзи, разработала технологию, которая позволяет достаточно долго поддерживать жизнеспособность обезьяньего эмбриона вне организма.
В ходе нынешнего исследования в каждый из эмбрионов обезьян, по прошествии шести дней после их создания, вводили по 25 человеческих клеток. Эти клетки относились к линии индуцированных плюрипотентных клеток, также известных как «развитые плюрипотентные стволовые клетки», которые способны вносить вклад в формирование эмбриональных и экстра-зародышевых тканей. День спустя человеческие клетки были обнаружены в 132 эмбрионах. Еще через десять дней 103 химерных эмбриона продолжали развиваться. После этого выживаемость стала снижаться, и к девятнадцатому дню жизнеспособность сохраняли всего три эмбриона. Важно отметить, что доля человеческих клеток в эмбрионах оставалась высокой на протяжении всего времени роста.
«В предыдущих работах процесс создания человеко-животных химер страдал низкой эффективностью и тенденцией к полной интеграции человеческих клеток в ткани организма-хозяина, – говорит профессор Бельмонте. – Создание химеры между человеческим организмом и организмом приматов (которые находятся к нам гораздо ближе по эволюционной шкале времени, чем животные модели в первых таких экспериментах) позволит лучше понять, существуют ли предусмотренные эволюцией барьеры на пути создания химер, и существуют ли способы преодоления этих барьеров».
Важным следующим шагом для исследователей станет более подробная оценка всех молекулярных путей, задействованных в интервидовом развитии, а ближайшей целью – выявление путей, критически необходимых для такого процесса. В более отдаленной перспективе ученые надеются использовать химеры не только для исследований процесса развития и моделирования болезней, но и для разработки новых подходов для тестирования лекарств, а также, возможно, пригодных к трансплантации клеток, тканей или органов.
В предварительной аннотации к статье особое внимание уделяется этическим соглашениям, которые необходимо будет принять для любых работ по созданию гибридных химер с присутствием человеческих клеток. Х.К.И.Бельмонте также отмечает: «Как ученые, мы в ответе за то, чтобы исследования проводились осмысленно и осознанно, с соблюдением всех этических, правовых и социальных норм».
