В эмбрионах свиней впервые вырастили крошечные человеческие сердца

Китайским ученым впервые удалось вырастить крошечные, но вполне функциональные человеческие сердца в эмбрионах свиней. Результаты эксперимента были представлены на ежегодном собрании Международного общества исследований стволовых клеток в Гонконге, пишет Nature.

Доноры-химеры

Ученые, работающие над созданием химер (гибридов человека и животного), выращивают человеческие клетки в эмбрионах животных с целью однажды получить животных с человеческими органами, пригодными для трансплантации людям. Это может стать решением проблемы глобального дефицита донорских органов.

Один из подходов к созданию химер предполагает создание эмбрионов животных, у которых отсутствуют некоторые гены, необходимые для развития одного из собственных органов. Им подсаживают человеческие стволовые клетки — в расчете на то, что именно они, а не клетки животного, сформируют нужный орган. Несколько групп ученых уже использовали этот метод для выращивания человеческих мышечных и сосудистых клеток в эмбрионах свиней.

Свиньи подходят в качестве доноров, потому что размер и анатомия их органов схожи с человеческими, объясняет биолог по развитию Лай Лянсюэ из Гуанчжоуского института биомедицины и здоровья Китайской академии наук. Его команда ранее выращивала ранние стадии человеческих почек в эмбрионах свиней, которые выживали в матке свиноматок до месяца. Теперь ученые решили проверить, возможно ли подобное для сердца.

Бьющееся сердце

В своем исследовании (еще не прошедшем рецензирование) Лай и его коллеги перепрограммировали человеческие стволовые клетки, чтобы повысить их выживаемость в организме свиньи, добавив гены, предотвращающие гибель клеток и стимулирующие их рост. Затем они создали эмбрионы свиней, у которых были отключены два ключевых гена, отвечающих за развитие сердца. Несколько человеческих стволовых клеток ввели в эмбрионы свиней на стадии морулы — вскоре после оплодотворения, когда эмбрион представляет собой шарик из примерно дюжины быстро делящихся клеток. После этого зародыши пересадили суррогатным свиноматкам.

Эмбрионы развивались до 21 дня, после чего погибали. Лай предполагает, что человеческие клетки могли нарушить работу свиных сердец.

По словам профессора, крошечные органы исследовали и обнаружили, что они достигли размера, соответствующего человеческому сердцу на той же стадии развития (примерно с кончик пальца), и начали биться. Человеческие клетки легко идентифицировали, так как они были предусмотрительно помечены люминесцентным биомаркером и светились.

Борьба за чистоту

Ученые не сообщили, какую часть сердца составляли человеческие клетки. В их предыдущей работе по выращиванию почек у свиней около 40–60% почечной ткани состояло из человеческих клеток, остальное — из свиных.

Для подтверждения человеческого происхождения клеток сердца необходимо детальнее изучить данные, заметил биолог по стволовым клеткам Хиромицу Накаучи из Стэнфордского университета: одна из распространенных проблем при работе с химерами — риск загрязнения человеческих клеточных линий клетками других видов.

Флуоресцентные клетки находились в ограниченной части сердца, поэтому неясно, насколько хорошо они интегрировались с клетками свиньи, согласен специалист по стволовым клеткам Хидэки Масаки из Токийского института науки. Органы для пересадки должны состоять полностью из человеческих клеток, чтобы избежать отторжения иммунной системой, заключил он.

Свиную почку, проработавшую в человеке дольше всего, пришлось удалить

Самое маленькое в мире искусственное сердце пересадили семилетнему мальчику

Подписывайтесь и читайте «Науку» в Telegram