Біоінженери виростили нирки в химерних ембріонах, що містять комбінацію клітин людини і свині.
Дослідники Інституту біомедицини та охорони здоров’я Гуанчжоу за допомогою генетичного редагування створили химерні ембріони з клітин людини і свині. Після імплантації сурогатним матерям-свиням у тварин розвинулися зачатки нирок людини. Через 28 днів вони сформували нормальну структуру і канальці.
При пересадці клітин людини свині вони швидко витісняються власними клітинами тварин. Дослідники створили нішу всередині ембріона, щоб людським клітинам не доводилося конкурувати з клітинами тварини. Вони використовували генетичне редагування CRISPR для створення одноклітинного ембріона свині, в якому були відсутні два гени, необхідні для розвитку нирок.
Розвиток нирок в ембріоні свині (зверху) і генетично модифікованих химерах на 25-й (в центрі) і 28-й день (знизу). Зображення: Jiaowei Wang et al., Cell Stem Cell
Біоінженери розробили людські плюрипотентні стовбурові клітини з тимчасово відключеним механізмом апоптозу — вбудованої регульованої клітинної загибелі. Це підвищило здатність клітин до інтеграції і знизило автоматичне самознищення. Дослідники культивували такі стовбурові клітини в спеціальному середовищі, щоб перетворити їх в клітини, що нагадують ранні ембріональні.
Готові клітини були імплантовані в модифіковані ембріони свиней. Химерні зародки вирощувалися в штучному середовищі з комбінацією поживних речовин і факторів зростання, необхідних як для клітин людини, так і для клітин свині. Після цього ембріони підсаджували сурогатним свиням.
Розвиток нирок в ембріоні свині (зліва) і генетично модифікованих химерах на 25-й (в центрі) і 28-й день (справа). Зображення: Jiaowei Wang et al., Cell Stem Cell
Дослідники підсадили 1820 ембріонів 13 сурогатним матерям. Через 25 або 28 днів вони перервали вагітність і витягли ембріони, щоб оцінити, чи вдалося химерам створити гуманізовані нирки.
Аналіз п’яти химерних ембріонів показав, що у них сформувалися структурно нормальні нирки для цієї стадії розвитку, які на 50 – 60% складалися з людських клітин. У нирках сформувалися канальці і зачатки сечоводу, що з’єднує цей орган з сечовим міхуром. Клітини людини в основному локалізуються в нирках, тоді як інша частина ембріона складається з клітин свині, додають біоінженери.
Вони планують продовжити експерименти, дозволивши ниркам розвиватися протягом тривалого часу. У перспективі цей метод дозволить вирощувати органи для трансплантації.