Американские биологи создали химерные эмбрионы человека и свиньи, чтобы вырастить в них человеческие мышцы. Для этого им понадобилась система генетического редактирования CRISPR/Cas9: у свиней удалили гены, отвечающие за развитие мышц, а в человеческих клетках — ген, связанный с апоптозом.

Исследователи дорастили химерных зародышей до 27 дней и убедились, что мышечная ткань в них развивается из человеческих клеток, а нервная ткань и половые органы — из клеток свиньи. Работа опубликована в журнале Nature Biomedical Engineering.

Проблему нехватки донорских органов биологи уже неоднократно предлагали решать с помощью животных. Вариантов решения здесь может быть несколько. Можно пересадить собственный орган животного — но иммунная система человека не всегда на такое согласна.

Можно генетически модифицировать животное, чтобы его клетки больше напоминали человеческие. Уже писали о рождении гуманизированных свиней и первой пересадке кожи от такой свиньи человеку. Тем не менее, пока неясно, насколько гуманизированные органы безопасны — например, они могут нести в себе встроенные вирусы, потенциально заразные для человека.

Наконец, можно использовать животное как инкубатор, в котором будут расти человеческие органы. Для этого необходимо создать химерный зародыш, в котором большинство клеток будут принадлежать собственно животному (например, свинье), но некоторые будут человеческими и смогут сформировать необходимый орган.

Добиться такого результата можно с помощью метода комплементации бластоцисты (blastocyst complementation): в зародыш свиньи на ранних стадиях развития вводят несколько человеческих клеток. При этом, если взять модифицированную свинью, у которой выключен ген, отвечающий за развитие какого-нибудь органа, то этот орган ей придется выращивать из одних только человеческих клеток.

Так устроен метод комплементации бластоцисты / Maeng et al. / Nature Biomedical Engineering, 2021

Эту методику уже неоднократно проверяли на мышах, но вот эксперименты с человеческими химерами пока ограничивались созданием химерных зародышей на самых ранних стадиях. Чтобы перейти от них к направленному выращиванию органов, нужно решить три проблемы: 1) найти и отключить гены, отвечающие за развитие органов, у животного-инкубатора 2) научить человеческие клетки приживаться внутри химеры 3) убедиться в том, что человеческие клетки не проникнут в половые органы или мозг животного — потому что в таком случае эксперименты могут не получить одобрение этических комитетов и регуляторов.

Группа исследователей из университета Миннесоты под руководством Дэниэла и Мэри Гэрри (Daniel and Mary Garry) попробовала решить эти проблемы на свиньях.