Medzinárodná skupina vedcov pod vedením Španielska Juan Balmonta, známa svojou prácou v oblasti kmeňových buniek, sa podarilo vytvoriť embryá mužského a bravčového embrya, ktoré sa môžu stať zdrojom darcovských orgánov. Ďalší tím výskumných pracovníkov vytvoril vrodený hluchota u myší s vírusmi. Hovorí o úspechoch genetického inžinierstva súvisiaceho s liekom.

Vytvorenie geneticky modifikovaných organizmov nie je jediným, kto môže potešiť ľudstvo genetické inžinierstvo. Biotechnológie umožňujú nielen zmeniť gény na zlepšenie poľnohospodárskych zariadení a zvierat, ale aj na liečbu predtým nevyliečiteľných chorôb. Ironicky, pre to vedci používajú trvalé nepriateľov človeka - vírusy. Ten sa používajú na vytvorenie DNA dodávok v požadovaných bunkách. Ďalšie postúpenie, ktoré môžu vystrašiť ľudí, ktorí nie sú príliš informovaní v oblasti vedy - vytvorenie chimérových embryí kombinujúcich ľudské bunky a iné organizmy. Avšak, čo sa najprv zdá, že zlovestný bude skutočne pohodlný spôsob, ako vytvoriť orgány.

Obličky alebo pľúca, ktoré boli získané rastúcim chimérnym embryám, budú vhodné na transplantáciu na ľudí v núdzi. Tí, ktorí sa obávajú povstania mutantov, by mali myslieť, že skutočné výhody tejto technológie prevyšuje nejasné obavy z pesimistickej fikcie.

Obrázok: Nakauchi et al. / University of Tokio

Ak chcete rozptýliť strachu, musíte pochopiť, čo vedci, ktorí vytvárajú chimér. Hlavným materiálom, ktorým výskumníci pracujú, sú kmeňové bunky, ktoré majú pluripotency - schopnosť premeniť na iné bunky tela (nervové, tuky, svalnaté, a tak ďalej) s výnimkou placenty a žltého vrecka. Zavádzajú sa do embryí iných organizmov, po ktorých sa embryo ďalej vyvíja.

Swinewood

Je to teda medzinárodná skupina vedcov z USA, Španielska a Japonska sa podarilo vytvoriť chmeľ o prasiatko-muž, korunku a kravskému človeku. Uviedli to v článku uverejnenom v časopise buniek a stali sa prvým dokumentom potvrdzujúcim úspešnú "chimerizáciu" vzdialených druhov v súvisiacom ošetrení.

Hlavným problémom je, že málo robia pluripotentné bunky do embrya a počkajte, že niečo je možné. Namiesto toho možno získať organizmus s katastrofickým rozvojovým postihnutím, vrátane formácie podľa teratu. Je potrebné vypnúť gény v embryách príjemcov takým spôsobom, že nemôžu tvoriť špecifické tkanivá. V tomto prípade sa vstavané kmeňové bunky prevziať úlohu rastu chýbajúceho orgánu.

Spočiatku vedci zaviedli kmeňové bunky potkanov v myších embryách na fáze Blastocyst, keď ovocie je guľou niekoľkých desiatok buniek. Táto metóda sa nazýva komplementácia embryí (komplementácia embrya). Účelom experimentu bolo zistiť, aké faktory zohrávajú vedúcu úlohu v Interspecific Chaime. Embryá boli prenesené do tela samíc myši, po ktorom sa vyvíjali v živom chmeľu, z ktorých jeden žil na dvojročnom veku.

Gény v embryi boli vypnuté pomocou technológie CRISPR / CAS9, ktorá robí prestávky do špecifických sekcií DNA. Napríklad výskumníci pri testovaní prístupu, ktoré používajú, zablokovali aktivitu génu, ktorá zohráva dôležitú úlohu pri tvorbe pankreasu. Narodenné myši ako výsledok však zomreli, keď sa v zavedení pluripotentných buniek potkanov v embryách, chýbajúce telo vyvinuté. Vedci tiež vypli gén NKX2.5, bez ktorého embryá utrpeli vážnymi malformáciami rozvoja srdca a ukázalo sa, že je nedostatočne rozvinutý. Chimerizácia pomohla baktérie, aby dosiahli normálny rast, ale nebolo možné získať nažive chimér.

Foto: Juan Carlos Izpisua Belmonte / Salk Institute pre biologické štúdie

Štúdia výsledných myší potkanov ukázala, že rôzne tkaniny myši obsahovali iný podiel buniek potkanov. Keď sa vedci pokúsili urobiť potkanové bunky v blastocystoch ošípaných a potom uskutočnili genetickú analýzu štyroch týždňov embryí, nenašli DNA hlodavce. To naznačuje, že nie všetky zvieratá sú vhodné na chimerizácie medzi sebou a úspešná očkovanie kmeňových buniek niektorých embryí iných môže závisieť od genetických, morfologických alebo anatomických faktorov.

Hlavným cieľom vedcov bolo vytvorenie ľudských chmeľov a ošípaných, aby sledovali, ako sa ľudské tkanivá vyvíjajú vo vnútri embryu nezdaniteľného živočícha Guiney. Používali ošípané blustiecists a mikroskopické otvory sa uskutočňovali s použitím laserového lúča pre následnú injekciu rôznych skupín pluripotentných buniek, ktoré boli pestované v rôznych podmienkach. Potom boli embryá transplantované do prasníc, kde sa úspešne vyvinuli. Sledovanie dynamiky ľudského materiálu sa uskutočnila s pomocou fluorescenčného proteínu, naprogramovala sa produkcia ľudských kmeňových buniek.

V dôsledku toho boli bunky vytvorené v borovicovom embryu, ktoré sú prekurzormi rôznych typov tkanín, vrátane srdca, pečene a nervového systému. Hybridy ošípaných a človeka umožnilo vyvinúť tri až štyri týždne, po ktorých ich zničili etické úvahy.

Nepočuť myši

Americkí vedci z Bostonu boli nedávno schopní vrátiť fámy s myši trpiacimi vzácnou genetickou poruchou funkcií vnútorného ucha. Na to použili biologický systém na dodávanie génov (vektorov) na základe neutralizovaných vírusov. Výskumní pracovníci upravili vírus asociovaný s adenínom, ktorý infikuje ľudí, ale nespôsobuje choroby.

Infekčný prostriedok je schopný preniknúť do vlasových buniek - receptory sluchového systému a vestibulárneho prístroja u zvierat. Biotechnológovia používali vektor na opravu chybného génu USH1C v bunkách práve narodených živých myší. Táto mutácia spôsobuje hluchosť, slepota a rovnovážne poruchy. V dôsledku toho zvieratá zlepšili povesť, čo im umožnilo rozlíšiť aj tiché zvuky.

Genetické inžinierstvo teda nie je spôsob, ako vytvoriť mutanty ohrozujúce ľudstvo. Toto je neustále zlepšuje sadu metód a prostriedkov na zlepšenie života a zdravia ľudí, najmä tých, ktorí vstali veľa. Keďže tvorba chiméry a génovej terapie nie je tak ľahké implementovať a niekedy vyžadujú dômyselné riešenia, rozvoj biotechnológie nie je taký rýchly, ako by sme chceli. Ročne sú však desiatky vedeckých prác, ktoré prehĺbijú a obohacujú naše vedomosti a zručnosti.

Po úspešnom odvážnom experimente je celkom možné prísť k tomuto záveru, ktoré odborníci strávili v ČĽR. Jeho hlavným cieľom je otestovať možnosti kultivácie orgánov na transplantáciu svojou osobou.

Čínski vedci prekročili ošípané s primátmi. V skutočnosti sa im podarilo, čo bolo predtým považované za neuveriteľné. Preto nie je úplne vylúčené, že vo vzdialených časových chiméroch skutočne existovala.

Skupina špecialistov sa podarilo prekročiť bunky ošípaných a primátov. Podľa najnovších prijatých informácií sa podarilo sa narodiť dva ciciaky nažive. Avšak, ich smrť po tom, čo prišla počas jedného týždňa.

Hlavnou vecou v tomto experimente je, že v histórii neexistovali plnohodnotná chiméra. To môže byť významný krok pri poskytovaní ľudskosti orgánmi pre potrebné transplantácie.

Zdá sa však, že dosiahnutie tohto cieľa je stále čoskoro.

Čínski vedci najprv začali modifikáciu opíc buniek na vytvorenie špecifického fluorescenčného proteínu. To umožnilo odborníkom na sledovanie genetických buniek ich potomstva.

Potom sa zvýšili extrakciu embryonálnych kmeňových buniek z modifikovaných. Uskutočnilo sa ich zavedenie do embryí ošípaných päť dní po jeho hnojení.

Uvádza sa, že všetci špecialisti na sedenie zaviedli viac ako štyri tisíce embryí.

Výsledkom je, že ošípané a ženy robili desať prasiatok. Dvaja z nich mali oba typy buniek. V skutočnosti boli najviac skutočnými chmeľmi.

V dôsledku toho výskumníci všimli, že medzi tými, ktorí sa objavili chiméru, časť tkanín a okrem iného, \u200b\u200btkanina srdca, pečene, sleziny, pľúc a kože sa skladala z opičích buniek. Ich pomer bol však dostatočne nízky.

Čínska veda je tiež ťažké dať odpoveď na to, že v skutočnosti, dôvodom neočakávanej smrti novorodencov a pomerne obnovených prasiatok.

Avšak, iné ciciaky narodené počas experimentu a nie chmeľu, boli zomrené v rovnakom čase. Vedci majú tendenciu predpokladať, že dôvodom je vstúpiť do špeciálnych procesov súvisiacich s ECO.

Je už dlho známe, že táto metóda u zvierat nefunguje, ako aj u ľudí. Avšak, bez toho, aby sa na to pozerali, experti budú pokračovať v odvážnom experimente.

Súčasne odporúčajú používať oveľa väčší počet opice buniek. Ďalší pokus bude zameraný na vytvorenie úplne zdravých a životaschopných zvierat.

Hlavnou úlohou je, že by mali jeden z orgánov plne pozostával z primátových buniek. Potom to bude skutočný prielom v transplantačných schopnostiach.

Embryo-hybridný muž a prasa. Biológovia z USA, Japonska a Španielska zaviedli ľudské kmeňové bunky do vajíčka ošípaných. Vedci pestovaní v lone zvieraťa nazývanej Chimera - na počesť stvorenia od starovekej mytológie. V budúcnosti tieto štúdie umožnia vedcom, aby rástli orgány na transplantáciu a preskúmali povahu genetických ochorení. Aby sme výskum mohli ďalej, vedci by nemali preukázať účinnosť experimentov, ale aj ich etickosť.

Aká je podstatou experimentu

Skupina amerických vedcov z Kalifornského inštitútu biologických štúdií Solk predstavil ľudské kmeňové bunky do embrya ošípaných v počiatočnom štádiu vývoja a umiestnil ho do živočíšneho lona. O mesiac neskôr, kmeňové bunky vyvinuté v embryách so stretnutiami ľudských tkanív: srdce, pečeň a neuróny.

Od roku 2075 prevedené embryá do 28-dňovej fázy, 186 vyvinuté. Výsledné embryá boli "extrémne nestabilné", vedci rozpoznajú, ale pokiaľ ide o najúspešnejší ľudský hybrid. Vedci napíšte, že výsledný chimér je najdôležitejším krokom k vytváraniu zvierat embryí s fungovaním ľudských orgánov.

Zdroj: Cell Press

Konečným cieľom je rásť funkčné a pripravené na transplantačných orgánov vykonaných experimentov - prvý krok k tomu, píše WP s odkazom na vedcov z Kalifornie.

Výsledky podobnej štúdie popisujú v prvom vydaní prírodného časopisu na rok 2017. Ako vyplýva z publikácie, skupina vedcov z Japonska a Spojené štáty sa podarilo pestovať pankreas myši vnútri potkana, a potom prekladanie tela generovať inzulín s pacientom s diabetes myši, ktoré nespôsobili odmietnutie imunitného rejekcie. Toto bolo prvé potvrdenie, že je možná interspecifická transplantácia orgánov, píše prírodu.

Prečo je to potrebné

Hlavným cieľom vedcov je kultivácia ľudských orgánov s použitím veľkých zvieracích embryí. Podľa Amerického ministerstva zdravotníctva, existuje 22 osôb v očakávaní orgánov na transplantáciu. Vedci sa už dlho pokúšali rásť umelých tkanín mimo ľudského tela, ale orgány, ktoré sa vyvíjajú v Petriho misky (tzv. Kontajnery na pestovanie mikroorganizmov), sú veľmi odlišné od živého organizmu pestujúceho vnútri.

Technológia rastúcich umelých orgánov bude pravdepodobne podobná experimentu s myšami a potkany, píše Washington Post. Potkany, ktoré v rámci štúdií opísaných v prírode boli geneticky modifikované nové bunky. Nemohli rásť svoje vlastné pankreas, takže kmeňové bunky "vyplnili voľné miesto." Časť rokliny, ktorá sa objavuje u potkanov, bola transplantovaná chorými myšami. Po prevádzke myši žili so zdravou úrovňou glukózy v priebehu roka - pol každej bunky na ľudskej mierke, WP píše.

Štúdia sa ukázala, že interpecifická transplantácia je nielen možná, ale aj účinná, komentovaná na výsledky seniorského autora výskumu Chirromitsa z Stanfordskej univerzity. Vedci boli schopní "rásť" srdce a oči.

Aké ťažkosti

Vedci z Kalifornie dosiahli prvé výsledky štyri roky po začatí výskumu. Podľa nich sú ošípané dokonalé zvieratá pre experiment. Ich orgány sú približne rovnakej veľkosti, ale rastú oveľa rýchlejšie ako človek. V ďalšom výskume by mal byť časový faktor hlavnou vecou, \u200b\u200bvýskumníci sa vykazujú.

"Zatiaľ čo počet ľudských buniek v výslednom embryi je veľmi malý a celý proces prechádza na skoré embryonálne etapy, takže je príliš skoro na to, aby ste sa mohli rozprávať o vytváraní plnej chiméry," Výsledok Dushi kolegov komentoval. V výsledných embryách na 100 000 ošípaných buniek predstavoval len jeden človek (účinnosť 0,00001%). "Stačí dosiahnuť účinnosť z 0,1% na 1% buniek," vysvetlil BBC jedným z autorov Kalifornia Research.

Po štyroch týždňoch vývoja, vedci z inštitútu Solka pre etické úvahy zničili výsledné embryá, aby sa zabránilo úplnému rozvoju chimérov. "Chceli sme len odpovedať na otázku, či by ľudské bunky boli schopné nepriaznivo," vysvetlil jedného z autorov.

Etické otázky

V roku 2015 americké národné zdravotnícke inštitúcie uložili moratórium na financovanie výskumu, v rámci ktorého kríža ľudských a živočíšnych buniek. Vzhľadom k tomu, kmeňové bunky sa môžu vyvinúť do akéhokoľvek ľudského tkaniva, zviera s ľudským mozgom môže byť vytvorený v budúcnosti, niektoré bioetiky zvážiť. Iní naznačujú porušenie "symbolických hraniciach" medzi človekom a zvieratami, WP píše.

Kalifornia vedci veria, že obavy okolo "Hilera" sú skôr ako mýty ako na kontrolovaných experimentoch, ale uznávajú, že možnosť narodenia zvieraťa s ľudskými bunkami.

V auguste USA národné zdravotnícke inštitúcie umožnili návrat k financovaniu výskumu Helera. Organizácia navrhuje umožniť zavedenie ľudských kmeňových buniek do embryí v počiatočnom štádiu vývoja veľkých zvierat s výnimkou iných primátov.

"Nakoniec sa nám podarilo dokázať, že takýto prístup k vytváraniu orgánov je možný a bezpečný. Dúfam, že to ľudia pochopia. Mnohí sa domnieva, že toto je z časti sci-fi, ale teraz sa stáva realitou, "komentoval možné odstránenie zákazu Gaewu.

Daniel Sotnikov

Fotografie na náhľade: Rám z filmu "Chimera"

Foto v hlavičke: wikicoMons

Dňa 4. augusta 2016 americké národné inštitúty zdravia (NIH) uviedli, že budú zrušiť moratórium na vytvorenie chimeronu. Hovoríme o kontroverznom z hľadiska etických experimentov, v ktorých sa ľudské kmeňové bunky vstrekujú do embryí zvierat - v dôsledku toho sú vytvorené organizmy kombinujúce zvieratá a ľudské vlastnosti. Vedci im nazývajú chmeľerom.

V starovekom Grécku, chiméry s názvom mytologické príšery s hlavami a krkom leva, kozieho trupu a chvostom hada. Tieto chmeľy sú organizmy s geneticky heterogénnym materiálom. Mohli by slúžiť ako výhodné biologické modely na štúdium rôznych ochorení - napríklad rakoviny alebo neurodegeneratívne syndrómy, by sa mohli stať zdrojom orgánov na transplantáciu. Stojí však za experimentálnu biológiu na prístup k sci-fi, verejnosť sa obáva, že môže viesť k nepredvídavým dôsledkom.

Pri vytváraní chmeňa sa kmeňové bunky používajú s vlastnosťou PluriPoterentnosti. Inými slovami, sú schopní premeniť na všetky bunky ľudského embrya. Bunky sa zavádzajú v tkanine modelových organizmov embrya (myši, potkany, opice, ošípaných a iných zvierat) vo veľmi skorých štádiách, po ktorých vám embryo umožňuje ďalej rozvíjať. V septembri 2015, NIH vyjadril znepokojenie nad tým, že ak sú kmeňové bunky zavedené do mozgu myší, môžu byť získané hlodavce so zmenenými kognitívnymi schopnosťami - to znamená, že zvieratá s "super-kontakt" sa objavia. Preto NIH, ktoré sú udelené granty na biomedicínske štúdie, sa rozhodlo pozastaviť financovanie experimentov s chimérmi, kým ich experti preskúmať etickú otázku.

Niektoré výskumné tímy v Spojených štátoch sa však už zapojili do vytvárania chmelia. Stredné preskúmanie technológií správy, že v roku 2015 bolo prijatých asi 20 pokusov o získanie chmeľovej prasa a oviec. Bohužiaľ, žiadna vedecká práca ešte nebola zverejnená a neexistovali žiadne správy o úspešnom prevzatí zvierat s ľudskými tkanivami.

Experimenty s chimérickými organizmami sú kombinované genetické inžinierstvo a biológiu kmeňových buniek. Nestačí jednoducho zaviesť pluripotentné bunky do embrya zvieraťa, pretože v tomto prípade sa organizmus môže stať s katastrofálnymi poruchami vo vývoji. Vedci zvyčajne "vypnú" gény v embryách takým spôsobom, že nemôžu tvoriť špecifické tkanivá. V tomto prípade kmeňové bunky preberajú úlohu tvarovania chýbajúceho orgánu, ktorý sa nelíši od človeka, ktorý je vhodný pre transplantáciu.

Podľa svedectva kardiológu DANIEL GARRY, prvé testy tejto metódy boli vykonané v jeho laboratóriu. Výskumníci navrhnuté ošípané, ktoré nemajú žiadne kostrové svaly a plavidlá. Takéto zvieratá by boli ne-vizuálne, ale učenci sa pridali do kmeňových buniek až po embryá z iného klíčka. Výsledky boli tak ohromené americkými ozbrojenými silami, ktoré poskytli Garry Grant 1,4 milióna dolárov na pestovanie ľudských sŕdc u ošípaných. Vedec sa chystal pokračovať v štúdiu, napriek NIH moratóriu a bol jedným z 11 autorov, ktorí publikovali list s kritikou rozhodnutia o biomedicínskom centre.

Vedci uviedli, že moratórium zavedené NIH predstavuje hrozbu pre rozvoj biológie kmeňových buniek, rozvojovej biológie a regeneračnej medicíny a vyjadril pochybnosti, že s pomocou kmeňových buniek je možné získať "samohodnotené" zviera s vysokou inteligenciou . Najmä uviedli, že experimenty v oblasti xenotransplantation, v ktorom sú nervové bunky ľudí zavedené do mozgu myší, neviedli k vzniku príliš šikovných hlodavcov.

Obrázok: Nakauchi et al. / University of Tokio

Ako preventívne opatrenie niektorí výskumníci pracujúci na vytváraní chmeňa neumožňujú narodiť svoje výtvory. Embryológovia študujú embryá, aby získali informácie o tom, ako veľký príspevok ľudských kmeňových buniek k rozvoju plodu je veľmi. Napriek tomu, že sú zaznamenané individuálne laboratóriá, chimérické zvieratá už existujú - napríklad myši, ktoré majú ľudský imunitný systém. Takéto zvieratá sú vytvorené zavedením pečeňových buniek a týmusu z prerušených ľudských embryí do tela už narodených hlodavcov.

Najväčším záujmom o vedci je vytvorenie chmeňa na fáze Blastocyst, keď ovocie je lopta pozostávajúca z niekoľkých desiatok buniek. Táto metóda sa nazýva komplementácia embrya (komplementácia embryí). V roku 2010 sa výskumníci z Japonska podarilo vytvoriť myši, ktorých pankreas plne pozostával z potkanových buniek. Hiromitsu Nakauchi (Hiromitsu Nakauchi), vedúci autora práce, neskôr sa rozhodol vytvoriť "človeka prasa", pre ktoré sa musel presťahovať do Spojených štátov, pretože vedecké výbory v Japonsku takéto experimenty neschváli. Teraz vedca pracuje na Stanfordskej univerzite na grantu z Kalifornského inštitútu regeneratívnej medicíny. Väčšina pluripotentných buniek zavedených do embryí v jej laboratóriu je vyrobená z vlastnej krvi, pretože byrokratické bariéry zabránili súboru dobrovoľníkov zo strany.

Väčšina ľudí, ktorí počuli slovo "Chimera", predstavuje monštrá vytvorené šialenými vedcami. Vedci musia dokázať, že ľudské bunky môžu naozaj znásobiť a vytvoriť plnohodnotné a zdravé orgány na zvieratách. Myši a potkany sú dosť blízko geneticky, preto tvorba chmeňa v tomto prípade nepredstavuje problémy. V prípade ľudí a ošípaných, celkový predkov, ktorý žil pred 90 miliónmi rokov, všetko by bolo možné líšiť.

Vedci už kontrolujú doplnok Pignon Embryo s ľudskými kmeňovými bunkami, ale štúdie začali až po schválení troch bioetikovských komisií. Stanfordská univerzita, v ktorej sa vykonávajú štúdie, obmedzili čas rozvoja embryí 28 dní (ciciaky sa narodia o 114 dní). Napriek tomu bude ovocie dosť vyvinuté, aby bolo možné určiť, ako správne sa vytvoria porušenia orgánov.

Minulý týždeň bol NIH ponúknutý, aby nahradil moratórium pre ďalšie odborné znalosti, ktoré sa uskutoční výbor, pozostávajúci zo špecialistov v etike a odborníkov na ochranu zvierat. Budú brať do úvahy faktory, ako je typ ľudských buniek, miesto ich umiestnenia v embryi, ako aj možné zmeny v správaní a vzhľadu zvieraťa. Zistenia expertov pomôžu NIH rozhodnúť, či financuje zvážený projekt.