Švytintys pirštų galiukai ir žalios akys: Kinijoje gimė pirmoji tokia „chimera“

Laboratorijoje gimęs beždžionės patinėlis buvo precedento neturinčio eksperimento, kurio metu panaudojus dviejų genetiškai skirtingų tos pačios rūšies beždžionių apvaisintų kiaušinėlių pluripotentines kamienines ląsteles, buvo sukurta viena gyva ir kvėpuojanti makaka (Macaca fascicularis), rezultatas.

Tai nėra pirmoji pasaulyje gyva beždžionė, dirbtinai sukurta sujungus kelis apvaisintus kiaušinėlius, tačiau pasak Kinijos ir Jungtinės Karalystės tyrėjų, tai buvo „pati mišriausia beždžionė“.

Moksle gyvūno „chimera“ vadinamas vienas organizmas, sudarytas iš ląstelių, kilusių iš daugiau nei dviejų tėvų.

Šio konkretaus gyvūno organizme ląstelės ir audiniai, sukurti iš dviejų atskirų kamieninių ląstelių linijų – vienos iš donoro embriono, kitos – iš nešiotojo embriono, – buvo matomi smegenyse, širdyje, inkstuose, kepenyse, virškinimo trakte, sėklidėse ir ląstelėse, kurios virsta sperma.

Iš 26 skirtingų audinių tipų, kuriuos mokslininkai ištyrė gyvoje beždžionėje, papildomų donorinių kamieninių ląstelių indėlis svyravo nuo mažiausio 21 proc. iki 92 proc. Didžiausias procentas nustatytas smegenų audiniuose.

Ankstesnių tyrimų rezultatai – chimeriniai beždžionių vaisiai turėjo mažą donorinių ląstelių indėlį į įvairius audinius – nuo 0,1 iki 4,5 proc.

Naujausia chimerinė beždžionė išmušė šiuos statistinius duomenis iš vėžių. Ji išgyveno vos dešimt dienų – o tai reiškia, kad chimerinių beždžionių sveikata vis dar yra problema, kurią reikia išspręsti.

„Tai seniai siektas tikslas šioje srityje, – sako reprodukcijos inžinierius ir vyresnysis autorius Zhenas Liu iš Kinijos mokslų akademijos (CAS). – Konkrečiai šis darbas galėtų padėti mums sukurti tikslesnius beždžionių modelius neurologinėms ligoms tirti, taip pat kitiems biomedicinos tyrimams.“

Pagrindinis tyrimo autorius ir CAS genetikas Jingas Cao teigė, kad tai yra esminė mokslo pažanga, nes pirmą kartą įrodyta, kad įmanoma sukurti „gausias nežmoginių primatų chimeras“.

Kadangi donorų kamienines ląsteles galima genetiškai modifikuoti, ateityje biomedicinos mokslininkai potencialiai galėtų tam tikrų ligų gydymo eigą išbandyti beždžionių modeliuose – kuo didesnis donoro kamieninių ląstelių indėlis į bet kurį tikslinį audinį, tuo tikslesnis gali būti ligos modelis.

2012 m. buvo pranešta apie pirmąsias gyvas chimerines beždžiones, tačiau šių būtybių donorinės ląstelės į jų audinius įnešė labai mažą indėlį (tik apie 4 proc.).

Švytintys kietieji šios naujos chimerinės beždžionės audiniai mokslininkus stipriai pradžiugino.

Kai Kinijos komanda į savaitės senumo beždžionės blastocistos embrionus įšvirkštė donorų pluripotentinių kamieninių ląstelių (kurios gali diferencijuotis į visų tipų ląsteles) rinkinį, jie pasirūpino, kad donorai būtų paženklinti žaliuoju fluorescenciniu baltymu.

Tokiu būdu bet koks žaliai šviečiantis palikuonių audinys ar ląstelė būtų aiškiai susieti su donuota kamieninių ląstelių linija.

Kai šie kruopščiai sukurti embrionai buvo implantuoti makakų patelėms, gimė tik šeši gyvi beždžioniukai, ir tik vienos iš šių gyvų beždžionių, patino, keliose kūno vietose buvo rasta kamieninių ląstelių audinių.

Viename iš abortuotų embrionų taip pat nustatytas tam tikras chimerizmo lygis (nors mažesnis nei gyvos chimerinės beždžionės), tačiau šis vaisius nesulaukė gimimo.

J. Cao ir jo kolegos pripažįsta, kad bendras šio proceso efektyvumas „išlieka mažas“, tačiau anot jo, tai daug žadantis žingsnis teisinga linkme.

Mažą efektyvumą gali lemti tai, kaip kamieninės ląstelės arba embrionai auginami laboratorijoje. Pavyzdžiui, kai donoro kamieninės ląstelės įšvirkščiamos į embrioną nešiotoją, daugelis ląstelių patiria užprogramuotą ląstelių mirtį, todėl tiek embriono, tiek vaisiaus išgyvenamumo rodiklio gerinimas yra nuolatinis iššūkis, kurį komanda tikisi patobulinti ateityje.

Z. Liu teigia, kad šis tyrimas gali padėti mokslininkams geriau suprasti ankstyvąsias primatų kamieninių ląstelių diferenciacijos stadijas, kurios nėra taip gerai ištirtos, kaip pelių.

„Mes pateikėme tvirtų įrodymų, kad beždžionių pluripotentinės kamieninės ląstelės turi gebėjimą diferencijuotis į visus įvairius beždžionės kūną sudarančius audinius, – sako CAS ir Pekino genomikos instituto imunologas Miguelis Estebanas. – Šis tyrimas pagilina mūsų supratimą apie pluripotentinių kamieninių ląstelių vystymosi potencialą primatų rūšyse.“

Tyrimas paskelbtas žurnale „Cell“.

Parengta pagal „Science Alert“.