Биоинженеры вырастили почки в химерных эмбрионах, содержащих комбинацию клеток человека и свиньи. Исследователи Института биомедицины и здравоохранения Гуанчжоу с помощью генетического редактирования создали химерные эмбрионы из клеток человека и свиньи. После имплантации суррогатным матерям-свиньям у животных развились зачатки почек человека. Через 28 дней они сформировали нормальную структуру и канальцы.

При пересадке клеток человека свинье они быстро вытесняются собственными клетками животных. Исследователи создали нишу внутри эмбриона, чтобы человеческим клеткам не приходилось конкурировать с клетками животного. Они использовали генетическое редактирование CRISPR для создания одноклеточного эмбриона свиньи, в котором отсутствовали два гена, необходимые для развития почек.

Биоинженеры разработали человеческие плюрипотентные стволовые клетки с временно отключенным механизмом апоптоза — встроенной регулируемой клеточной гибели. Это повысило способность клеток к интеграции и снизило автоматическое самоуничтожение. Исследователи культивировали такие стволовые клетки в специальной среде, чтобы превратить их в клетки, напоминающие ранние эмбриональные.

Развитие почек в эмбрионе свиньи (сверху) и генетически модифицированных химерах на 25-й (в центре) и 28-й день (снизу). Изображение: Jiaowei Wang et al., Cell Stem Cell

Готовые клетки были имплантированы в модифицированные эмбрионы свиней. Химерные зародыши выращивались в искусственной среде с комбинацией питательных веществ и факторов роста, необходимых как для клеток человека, так и для клеток свиньи. После этого эмбрионы подсаживали суррогатным свиньям.

Развитие почек в эмбрионе свиньи (слева) и генетически модифицированных химерах на 25-й (в центре) и 28-й день (справа). Изображение: Jiaowei Wang et al., Cell Stem Cell

Исследователи подсадили 1820 эмбрионов 13 суррогатным матерям. Через 25 или 28 дней они прервали беременность и извлекли эмбрионы, чтобы оценить, удалось ли химерам создать гуманизированные почки.

Анализ пяти химерных эмбрионов показал, что у них сформировались структурно нормальные почки для этой стадии развития, которые на 50–60% состояли из человеческих клеток. В почках сформировались канальцы и зачатки мочеточника, соединяющего этот орган с мочевым пузырем. Клетки человека в основном локализуются в почках, тогда как остальная часть эмбриона состоит из клеток свиньи, добавляют биоинженеры.

Они планируют продолжить эксперименты, позволив почкам развиваться в течение длительного времени. В перспективе этот метод позволит выращивать органы для трансплантации.