Žmogaus organai kiaulių kūnuose: mokslininkai pripažino, kad „yra kažkas, ką darome ne taip“

Salko instituto (JAV) mokslininkai, vadovaujami Juano Carloso Izpisua Belmonte, tikisi sukurti chimerą iš žmogaus ir kiaulės kamieninių ląstelių.

„Galutinis tikslas – užauginti funkcionalius ir persodinimui tinkamus audinius bei organus, tačiau iki šio tikslo mums dar toli. Bet tai yr svarbus pirmasis žingsnis“, – apie savo naujausią darbą, kurio rezultatai aprašyti žurnale „Cell“, sakė J. C. Izpisua Belmonte.

Kaip ir tikėtasi, išauginti pinaverčius trimačius audinius bei organus iš ląstelių, patalpintų petri lėkštelėje, nebuvo lengva.

„Tai tarsi bandymas sukurti rakto kopiją. Dublikatas atrodo beveik identiškai, bet kai parsinešate jį namo ir bandote atrakinti duris, jis neveikia. Yra kažkas, ką darome ne taip. Manėme, kad žmogaus ląstelių užauginimas gyvūne bus gerokai vaisingesnis. Dar turime daug ką išmokti apie ankstyvą ląstelių raidą“, – aiškino tyrimo autorius.

J. C. Izpisua Belmonte ir kito Salko instituto mokslininko Juno Wu eksperimentas prasidėjo nuo žiurkės ir pelės chimeros sukūrimo – kažką panašaus kiti mokslininkai jau buvo atlikę 2010 metais. Jie į pelės embrioną įvedė žiurkės ląstelių ir leido šiam dariniui bręsti. Tuomet imtasi eksperimentų su žmogaus ląstelių įterpimu į skirtingus organizmus – mokslininkai pasirinko karvių ir kiaulių embrionus, nes jų organai savo dydžiu yra panašesni į žmonių. Eksperimentai, per kuriuos buvo sunaudota apie 1500 kiaulių embrionų, truko ketverius metus.

Į kiaulių embrionus buvo švirkščiamos kelios skirtingos žmogaus kamieninių ląstelių formos – taip buvo siekiama nustatyti, kuri forma užtikrina geriausią jų išgyvenamumą. Geriausiai „pasirodė“ (didžiausiu išgyvenusių ląstelių kiekiu ir geriausiu organo vystymosi potencialu pasižymėjo) „tarpinės“ pluripotentinės kamieninės ląstelės.

„Tarpinės ląstelės yra kažkur tarp dviejų ląstelių ląstelių tipų, „naiviųjų“ ir „informuotųjų“ (angl. primed)“, – aiškino J. Wu. Pirmasis ląstelių tipas pasižymi neribotomis raidos galimybėmis ir yra būdingas pačiam ankstyviausiam raidos etapui. Antrojo tipo ląstelės jau yra dalinai išsivysčiusios, tačiau vis dar yra pluripotentinėmis (gali tapti skirtingų tipų ląstelėmis).

Išgyvenusios į kiaulės embrioną sušvirkštos žmogaus ląstelės sudarydavo žmogaus ir kiaulės chimerą. Šios chimeros buvo implantuojamos į gyvas kiaules, kur joms buvo leidžiama vystytis keturias savaites.

„Tai yra pakankamai ilgas laiko tarpas, kad suprastume, kaip ankstyvame raidos etape tarpusavyje maišosi žmogaus ir kiaulės ląstelės išvengiant etinių problemų dėl subrendusių chimerinių gyvūnų“, – sakė tyrimo vadovas.

Tačiau, anot J. Wu, net ir pačiuose sėkmingiausiuose eksperimentuose žmogiškų ląstelių kiekis kiaulės organe būdavo nedidelis. Nors tai tikrai nėra blogai, mat vienas iš susirūpinimą keliančių dalykų, kalbant apie žmogaus ir gyvūno chimerinius embrionus, yra išsivystymas į per daug žmogišką organizmą.

„Šiame tyrimų etape norėjome sužinoti, ar žmogaus ląstelės apskritai išlieka embrione, atsakyti į klausimą paprastu „taip“ arba „ne“ atsakymu“, – sakė J. C. Izpisua Belmonte.

„Dabar, kai žinome, kad atsakymas yra „taip“, kitas iššūkis bus padidinti efektyvumą ir nukreipti žmogaus ląsteles taip, kad jos kiaulės organizme sudarytų konkrečius organus“, – teigė tyrimo vadovas. Mokslininkai tolesniame etape pasitelkia CRISPR genų modifikavimo metodą, leidžiantį kiaulės genome atverti spragas, į kurias būtų įterpiami žmogaus genai.

Galutinis tikslas – užauginti pilnai veikiančius, persodinimui tinkamus audinius bei organus – vis dar yra už tolimų mokslo kalnų. Pastarojo tyrimo vykdytojai neketina savo kuriamoms chimeroms leisti pilnai užaugti, nes etiniai klausimai, kurie kiltų dėl tokio „beprotiško mokslo“ būtų pernelyg sudėtingi.

Tad kol kas mokslininkai džiaugiasi, kad jų tyrimas padeda kolegoms suprasti, kaip žmogaus kamieninės ląstelės auga ir specializuojasi. O artimesnė šio tyrimo nauda – kad žmogaus ir kiaulės chimerų embrionai padės geriau suprasti, kaip vyksta ankstyvoji žmogaus embriono raida, kaip randasi įgimtos ligos.