Дослідники створили мишей з органами, що містять людські клітини: несподіваний прорив у біомедицині
Дослідники виростили мишей з органами, які містять людські клітини, використавши зручний і несподіваний підхід — введення клітин безпосередньо в амніотичну рідину вагітних мишей.
У результаті було отримано мишенят із наявністю людських клітин у кишківнику, печінці та мозку. Однак науковці зазначають, що для практичного застосування методу необхідно значно підвищити частку людських клітин, які виживають і приживаються в органах.
Хімери людина–тварина: перспективи і виклики
Створення химер — організмів, які містять клітини людини та тварини — є перспективним, але складним напрямом біомедичних досліджень. Такий підхід дозволяє:
- Вивчати розвиток людських тканин в умовах живого організму,
- І, у довгостроковій перспективі, створювати органи для трансплантації.
Проривна методика: «грай змінами» клітин до ін’єкції
Нове дослідження було презентовано 12 червня на засіданні Міжнародного товариства дослідження стовбурових клітин (ISSCR) в Гонконгу. За словами Гідеки Масаки, науковця з Інституту науки Токіо, ця технологія може стати “грою, що змінює правила” для всієї галузі. Дані ще не пройшли рецензування. У традиційних експериментах людські плюрипотентні стовбурові клітини вводять в ембріони мишей або свиней у лабораторних умовах. Проте така методика має недоліки:
- Більшість клітин не виживає,
- Ті, що виживають, швидко зникають,
- Плюрипотентні клітини можуть диференціюватися у будь-який тип тканини, і це важко контролювати.
Ідея: дозволь клітинам «дозріти» до введення
Сілін Шень, біоінженер з Техаського онкологічного центру ім. МД Андерсона, та Цян Хуанг з Інституту біомедичних інновацій Терасакі (Лос-Анджелес), вирішили змінити підхід.
Вони припустили, що клітини краще приживатимуться, якщо спочатку дозволити їм утворити органоїди — мініатюрні 3D-моделі органів людини в лабораторних умовах — і лише потім вводити їх в ембріони.
«Божевільний експеримент» — перший успіх
Дослідники виростили в чашці органоїди кишечника, печінки та мозку з перепрограмованих стовбурових клітин. Потім ці органоїди було введено у амніотичну рідину мишей на ранніх стадіях вагітності.
«Ми навіть не порушували стінку ембріона», — каже Шень.
«Це божевільний експеримент — я не очікував нічого».
Уже через кілька днів після ін’єкції людські клітини почали проникати в ембріони та розмножуватись, причому тільки в тих органах, до яких вони належали:
- клітини з кишкових органоїдів — у кишечнику,
- печінкові — у печінці,
- мозкові — у корі головного мозку.
Результати
Через місяць після народження у близько 10% мишенят було виявлено людські клітини в кишечнику (близько 1% усіх клітин кишкової тканини).
«Деякі ділянки кишечника буквально утворені з людських органоїдів», — зазначає Шень.
Частка людських клітин у печінці та мозку була нижчою, а загальний рівень успішності — поки що низький. Проте Шень наголошує, що вже шукає способи його підвищення.
Чи функціонують людські клітини?
Так. Наприклад:
- Печінкові клітини виробляли людський альбумін — ключовий білок печінки.
- Людські клітини залишалися в організмі навіть через два місяці після народження, що свідчить про їх стабільність та приживання.
Перспективи
Це дослідження демонструє, що ін’єкція зрілих людських органоїдів у амніотичну рідину мишей — перспективна стратегія створення функціональних химер. Хоча технологія ще далека від клінічного застосування, вона відкриває нові можливості для:
- вивчення розвитку людських тканин,
- моделювання захворювань,
- і, можливо, одного дня — створення органів для трансплантації.
Джерело: виступ на ISSCR 2024, коментарі дослідників, Nature News