Спрос на органы для трансплантации во много раз превышает предложение, и, несмотря на огромное количество законов, пытающихся разобраться с криминалом в области пересадки органов, в ней полно жутких историй. Простого решения пока нет: в 1960-х и 1980-х годах проводились опыты по пересадке человеку органов (печени и сердца) от приматов, но все они заканчивались смертью пациентов.
Покончить с проблемой дефицита органов для трансплантации могло бы выращивание человеческих органов в других животных. Такие химеры создают введением клеток одного вида в организм другого на ранних стадиях эмбрионального развития. С более-менее близкими видами, например козами и овцами, смешивание клеток эмбрионов разных стадий развития сработало еще в 1984 году, и ученые смогли получить химеру этих двух видов.
Попытки создать животных с человеческими клетками были менее успешными. Например, в 2009 году ученые из компании Advanced Cell Technology, которые попытались таким образом создать гибриды человека и коровы, человека и мыши и человека и кролика, обнаружили, что максимум, до которого вырастали эмбрионы, составлял 16 клеток. Они использовали метод пересадки ядер соматических клеток. Он же использовался при клонировании овечки Долли и заключается в том, что из яйцеклетки удаляют ядро, содержащее молекулу ДНК, и помещают ядро другой, соматической (не половой) клетки.
В 2010 году Хиро Накаучи (Hiro Nakauchi) из Университета Токио и его коллеги смогли получить химеру крысы и мыши, используя стволовые клетки. Ученые вводили стволовые клетки мышей в бластоцисты крыс и наоборот, и в результате создали крысо-мышат.
Также они провели эксперимент, непосредственно касающийся проблемы выращивания органов: они «отключили» в мышиных бластоцитах ген, необходимый для формирования поджелудочной железы, и посмотрели, поможет ли введение стволовых клеток крысы исправить этот дефект. Действительно, у родившихся животных была поджелудочная железа, состоящая из крысиных клеток, правда, высокой жизнеспособностью они не отличались, а кроме того, крысиные клетки обнаружились и в других органах получившихся химер.
В новом исследовании ученые под руководством Хуана Карлоса Исписуа Бельмонте (Juan Carlos Izpisua Belmonte) из Института биологических исследований Дж. Солка, опубликовавшие статью в журнале Cell, опирались на исследования японцев. Они использовали новый метод генетического редактирования CRISPR-Cas, чтобы отключить у мышиных эмбрионов гены, ответственные за формирование различных органов, таких как сердце, поджелудочная или глаз, и вводили им стволовые клетки крыс. Недостающие органы у получившихся мышей состояли из крысиных клеток. Интересно, что из крысиных клеток оказалось возможным даже вырастить в мышах желчный пузырь, хотя у самих крыс его нет (у мышей — есть).
Для экспериментов с человеческими клетками исследователи использовали эмбрионы свиней и коров, однако последние оказались дороже, и в результате ученые остановились на свиньях. За четыре года они провели эксперименты на 1,5 тысячи свиных эмбрионов, в которые вводили индуцированные стволовые клетки человека — такие клетки получают при помощи химического «перепрограммирования» обычных клеток организма.
Эмбрионам давали развиваться три-четыре недели, а потом анализировали их ткани на предмет содержания человеческих клеток. Как показали результаты, человеческие клетки в получившихся химерах приживались, но очень слабо.
Такие исследования проводятся на частные деньги — в США государство их не поддерживает по этическим соображениям. Главное опасение: что если в результате таких экспериментов получится животное с мозгом человека? Пока эксперимент Исписуа Бельмонте показал, что, хотя человеческие клетки развивались в мышечную ткань и ткани других органов, в тканях центральной нервной системы эмбрионов их не было.
Екатерина Боровикова