Ще помогне ли това за трансплантациите на органи
Представете си малки прасенца разхождащи се свободно из лабораторията. Те изглеждат като всички останали представители на своя вид, но крият забележителна тайна: всяко прасенце носи два различни комплекта гени. И двата комплекта произхождат от техния вид. Но един ден, някои от тези набори гени може да е на човек.
Съществата със смесени гени непременно извикват в съзнанието ни образа на старогръцките чудовища. Именно те може да държат ключа към безкрайното снабдяване с човешки органи и тъкани за трансплантация. Отглеждането на нужните части в друго животно, достатъчно близко по размер и функция на нашето собствено, може да отвори нови възможности пред медицината.
Медицински постижения
Екип от университета в Минесота направи два забележителни опита. Първият е животно използващо мускули отгледани от друго прасе. Вторият е свински ембрион, трансплантиран в сурогатни прасета. Последните развиват човешки мускули за малко повече от 20 дни.
Изследването има за цел да създаде брилянтен начин за заместване на мускулната загуба, особено при човешките скелети, които ни позволяват да се движим и ориентираме в света. При нараняване от огнестрелна рана или автомобилна катастрофа, може да се увреди мускулната тъкан след точката на възстановяване. До този момент не е открито адекватно лечение при обемна мускулна загуба.
Новите хибриди човек-свиня са предназначени да се справят с този проблем. Учените са изнамерили хитър начин, чрез който да увеличат количеството човешка тъкан в растящия свински ембрион. Ако бъде допълнително подобрена, технологията може да осигури неограничен запас от органи за трансплантация. Тъй като човешката тъкан може да бъде набавена от самите пациенти, рискът за отхвърляне от имунната система е сравнително нисък.
Как се случва чудото
Първо: имаме нужда от ембрион, който няма способността да развива тъкан или орган. Това предоставя възможност за запълване с друг набор от гени. Второ: ембрионите трябва да „поемат“ новите гени, като ги включат в телата си, сякаш са техни. Трето: новите гени се активират, за да инструктират растящия ембрион да направи необходимата тъкан или орган, без да навреди на животното като цяло. Чуждите гени трябва да останат на място, без клетките да мигрират към друга част на тялото.
Модерно редактиране на гени с технологии за клониране
Екипът избира да направи два хибрида. Единият с два комплекта свински гени, другият е съвкупност от прасе и човек. И двата опита започват със свински ембрион, който не може да създаде свои собствени скелетни мускули. Използвайки редактиращ ген на CRISPR, учените са извадили три гена, които са абсолютно необходими за развитието на въпросните мускули.
Мускулите около костите ни имат малко по-различен генетичен състав от тези, които облицоват кръвоносните съдове или тези, които изпомпват сърцето. Докато получените свински ембриони са имали тежки мускулни деформации, сърцата им са били нормално. Това означава, че редактирането на гени намалява само засегнатите скелетни мускули.
В следващия етап се заместват липсващите гени. Използвайки микроигла, екипът инжектира в ембриона оплодено и леко развито свинско яйце – наречено бластомер. Ако остане в естествения си ход, бластомерът в крайна сметка се превръща в друг ембрион. Тази стъпка развива двата комплекта гени заедно, като новодошлият запълва мускулната кухина. След това хибридният ембрион е поставен в сурогат и около четири месеца по-късно на бял свят се появяват хибридните прасенца.
Въпреки че са оборудвани с чужда ДНК, малките животинки изглеждат напълно нормално. Техните ксеноморфни мускули не се различават от обикновената мускулна тъкан. Нямало е признаци на увреждане или възпаление и са били толкова еластични и жилави, колкото обикновено са мускулите. Нещо повече, чуждото ДНК изглежда се е развило само в мускулите, въпреки че те са преобладаващи в цялото тяло. Обширни експерименти не откриват следа от инжектирания набор от гени вътре в кръвоносните съдове или мозъка.
По-добър хибрид
Уверен в своята рецепта, екипът повтори експеримента с човешки клетки. Вместо да използват противоречиви човешки ембрионални стволови клетки, които се получават от абортирани плодове, те разчитат на индуцирани плюрипотентни стволови клетки (iPSC). Това са кожни клетки, които са върнати обратно в състояние на стволови.
След подробни изследвания се откроява генът TP53, който след това е елиминиран незабавно с CRISPR. Този подход осигурява начин за ефективността на бъдещите проучвания.
Към този момент на човеко-животинските хибриди не им е позволено да растат докрай, отчасти за да ограничат теоретичната възможност за инженерни хуманоидни животни. Чрез множество експерименти учените не са открили следа от човешки гени в мозъчните стволови клетки на ембрионите. По същия начин човешки донорни гени липсват в клетките, които биха се превърнали в репродуктивни клетки на хибридните ембриони.
Въпреки биоетичните затруднения и законовите ограничения, хибридите между хората и животните се разглеждат като източник за развитието на персонализирани органи и тъкани за трансплантация. През 2019 г. Япония отмени забраната за развитие на човешки мозъчни клетки в животински ембриони. Тук възниква и въпросът за хуманното отношение към животните, като се има предвид, че хибридните клонинги по същество ще станат неволни донори на органи.
