Rinichi umani de la porci. O realizare extraordinară pentru oamenii de știință din China

Biotehnologii de la Institutul Biomedical din Guangzhou au creat embrioni himeric care combină celule de porc și celule umane. După ce au fost transplantați în mame de porc surogat, aceștia au început să dezvolte rinichi umani. Este pentru prima dată când un organ uman este transplantat într-o altă specie. Anterior, acest lucru era posibil numai cu țesuturi, cum ar fi mușchii sau sângele.

Experimentul este descris în revista Cell Stem Cell.Cercetătorii s-au concentrat acum pe rinichi, deoarece este primul organ care se dezvoltă în timpul dezvoltării fetale și, în același timp, cel mai transplantabil organ.

Organe de șoarece au fost deja transplantate la șoareci și organe de șoarece la șobolani, dar încercările anterioare de transplant de organe umane la porci au eșuat, confirmă Lai Liangxiu, autorul principal al studiului. Abordarea noastră îmbunătățește integrarea celulelor umane cu țesuturile primitoare și ne permite să creștem organe umane în corpurile de porc.

Integrarea celulelor stem umane cu embrioni de porc a fost o provocare, inclusiv pentru că celulele de porc înlocuiesc celulele umane. În plus, celulele umane și cele de porc au nevoi fiziologice diferite.

– Am lucrat la mecanisme pentru a depăși eficiența foarte scăzută în crearea hibrizilor interspecifici. Am identificat câțiva factori cheie care permit stabilirea hibrizilor interspecii prin sprijinirea competiției dintre celule, explică Guangjin Pan, unul dintre autorii principali ai acestei descoperiri.

Cum au descoperit oamenii de știință chinezi acest lucru?

Tehnologia dezvoltată de echipa chineză se bazează pe trei componente principale. În primul rând, cercetătorii au creat o nișă specială în embrionul de porc, astfel încât celulele umane să nu fie nevoite să concureze cu celulele de porc – folosind CRISPR, au făcut ca celulelor de porc să lipsească două gene necesare dezvoltării rinichilor. În al doilea rând, au modificat celulele stem pluripotente umane (cele care se pot transforma în orice celulă) pentru a le face mai capabile să se integreze și să fie mai puțin probabil să se autodistrugă prin inhibarea temporară a procesului de apoptoză sau moartea celulelor normale. Apoi, folosind un mediu special, le-au transformat în celule care seamănă cu cele ale embrionilor umani timpurii. În al treilea rând, înainte de a implanta embrionii în curs de dezvoltare în mamele surogat, cercetătorii au cultivat himerele, furnizându-le un amestec unic de nutrienți și molecule de semnalizare concepute atât pentru celulele umane, cât și pentru cele de porc. În total, cercetătorii au implantat 1.820 de embrioni în 13 mame surogat.

După 25 sau 28 de zile, au întrerupt sarcina și au extras embrionii pentru evaluarea himerei. Cercetătorii au colectat cinci embrioni himeric pentru analiză. Ei au descoperit că aveau rinichi care erau structural normali pentru stadiul lor de dezvoltare. Echipa a investigat, de asemenea, dacă celulele umane contribuie la formarea altor țesuturi în diferite părți ale embrionului. Acest lucru poate avea implicații etice, mai ales dacă celulele sunt prezente în țesutul neural sau în celulele fetale și porcii sunt transportați până la naștere. Cu toate acestea, s-a dovedit că celulele umane erau localizate în principal în rinichi, în timp ce restul fătului era format din celule de porc.

– Am descoperit că, dacă creați o nișă într-un embrion de porc, celulele umane se deplasează în mod natural în aceste locuri – spune Chen Dai, autorul principal al studiului. -Am văzut foarte puțini neuroni umani în creier și măduva spinării. Nu am înregistrat celule umane în țesutul reproducător, ceea ce indică faptul că celulele stem pluripotente umane nu s-au diferențiat în celule embrionare.

Cercetătorii sugerează că acest proces poate fi prevenit în continuare prin dezactivarea genelor ulterioare din celulele umane. În lucrările ulterioare, oamenii de știință doresc, de asemenea, să crească rinichii mai mult și să obțină alte organe. Scopul pe termen lung este obținerea de organe umane adecvate pentru transplant, dar acest lucru va dura probabil mulți ani. Această metodă va fi folosită și pentru a studia dezvoltarea embrionului uman.

În imagine: Chirurgie, ilustrație. Foto: CTK Images/Patrick Oller/PAP

Thomas Wybitch

Continuați lectură: