Naukowcy stworzyli embrion myszy zgodny w 4 procentach z ludzkim. Cel – leczenie m.in. COVID-19

Zdaniem naukowców ta chimera ma zdecydowanie największą liczbę komórek ludzkich, jakie kiedykolwiek wykorzystano w organizmie zwierzęcym. Ich eksperyment sugeruje, że wiele rodzajów ludzkich komórek może być wytwarzanych w embrionach myszy i to znacznie szybciej niż w embrionach ludzkich. Ponadto naukowcy twierdzą, że ma to ogromny potencjał w leczeniu ludzkich chorób, być może nawet Covid-19. Naukowcy z State University of New York w Buffalo i Roswell Park Comprehensive Cancer Center opublikowali wyniki w zeszłym tygodniu w czasopiśmie Science Advances.

Odkrycia mają potencjał w leczeniu chorób

Odkrycia te są ważne z wielu powodów, jak powiedział Jian Feng, jeden z autorów badania i profesor fizjologii i biofizyki na uniwersytecie w Buffalo. Po pierwsze, pokazują, że możliwe jest generowanie wielu rodzajów dojrzałych komórek ludzkich w embrionach myszy, które mogłyby potencjalnie zostać wykorzystane do wytworzenia komórek, tkanek lub narządów w leczeniu chorób.

W tym badaniu zespół naukowców wstrzyknął 10 do 12 ludzkich komórek macierzystych do rozwijających się embrionów myszy. W ciągu 17 dni te komórki macierzyste przekształciły się w miliony dojrzałych komórek, w tym ludzkie krwinki czerwone i komórki oka. Jak powiedział Feng, w embrionie ludzkim wytworzenie ludzkich czerwonych krwinek zajęłoby około ośmiu tygodni.

– Te obserwacje sugerują, że mechanizm określający czas rozwoju można modyfikować – poinformował Feng. – Dzięki tym implikacjom w przyszłości pojawią się bardziej spektakularne odkrycia.

Zespół zastosował rewolucyjną technologię

W poprzednich badaniach po modyfikacjach naukowcy wykryli jedynie około 0,1% ludzkich komórek w embrionach myszy. Dlatego tak uderzające jest to, że chimery ludzko-mysie wykazywały 4% ludzkich komórek. A ze względu na technikę stosowaną przez zespół do zliczania komórek Feng powiedział, że nawet ta liczba jest niedoszacowana.

Zespół dokonał swojego odkrycia przekształcając ludzkie pluripotencjalne komórki macierzyste, które mogą potencjalnie wytworzyć dowolną komórkę lub tkankę, której organizm potrzebuje do samonaprawy np. podczas choroby. Konwersja tych komórek sprawiła, że ​​były one kompatybilne z wewnętrzną grupą komórek we wczesnym etapie istnienia zarodka myszy, który generuje wszystkie komórki w ciele. Kiedy więc komórki ludzkie zostały wstrzyknięte do embrionów myszy, rozwinęły się znacznie lepiej niż w innym przypadku.

– Uznaliśmy, że jeśli możemy sprawić, że ludzkie pluripotencjalne komórki macierzyste zachowują się jak mysie pluripotencjalne komórki macierzyste, komórki ludzkie powinny dobrze mieszać się z mysimi komórkami macierzystymi w mysiej blastocyście – podał Feng.

Zatem istnieje wystarczająca zgodność ewolucyjna między myszami a ludźmi, aby embriony myszy były stosunkowo dobrym środowiskiem do hodowli ludzkich komórek.

Przyszłe modyfikacje mogą obejmować całe narządy

Chimery ludzko-zwierzęce były przedmiotem debaty etycznej wśród naukowców. Chociaż można je wykorzystać do hodowli ludzkich narządów do przeszczepów, niektórzy naukowcy twierdzą, że istnieje poważne ryzyko, które należy zbadać.

Feng powiedział, że ich badania są wciąż na wczesnym etapie i należy przeprowadzić ich więcej. Dodał jednak, że technologia zwiększania kompatybilności ludzkich komórek macierzystych z mysimi zarodkami ma wiele potencjalnych zastosowań. Dodał, że jednym z nich jest możliwość wygenerowania lepszych modeli myszy do badania chorób ludzi, w tym Covid-19. Myszy można również wykorzystywać do hodowli ludzkich komórek odpornościowych lub komórek układu oddechowego.

– Takie chimery myszy byłyby bardzo przydatne do badania Covid-19, który poważnie wpływa na ludzi, ale prawie nie wpływa na myszy – powiedział Feng. – Innym przykładem może być malaria, w której patogen specyficznie infekuje ludzkie czerwone krwinki poprzez ugryzienie komara. Gdybyśmy mogli stworzyć mysz z jeszcze większą liczbą ludzkich czerwonych krwinek, byłby to bardzo dobry model do badania malarii.

Przyszłe badania mogłyby również zweryfikować, czy tę technikę można zastosować w przypadku większych zwierząt, takich jak świnie, w celu wytworzenia organów do przeszczepów.