Naučnici razvijaju ljudske bubrege unutar svinjskih embriona

Naučnici su po prvi put uspešno razvili neki ljudski organ u drugoj životinji.

Istraživači su ubacili ljudske matične ćelije u genetski modifikovane svinjske embrione. Kad su implantirani u surogat majke, embrioni su razvili ljudske bubrege u ranom stadijumu u roku od oko 28 dana.

Preporučujemo

Istraživanje je još u početnoj fazi, ali naučnici kažu bi ova tehnologija mogla jednog dana pomoći da se nadomesti nedostatak ljudskih organa potrebnih za transplantaciju, piše Live Science.

„Organi pacova su proizvedeni kod miševa i obrnuto, ali prethodni pokušaji da se proizvedu ljudski organi kod svinja nisu bili uspešni“, rekao je Ljangsjue Laj, glavni istraživač u Guangdžou institutu za biomedicinu i zdravlje, Kineskoj akademiji nauka i Vuji univerzitetu.

U ranijim eksperimentima. naučnici su uzeli svinjske bubrege i srca iz genetski modifikovane svinje i transplantirali ih u moždano mrtve donore organa, ali ova strategija nosi visok rizik da će ljudsko telo odbaciti svinjske organe. Novo istraživanje ima za cilj ograničavanje tog problema.

„Naš pristup unapređuje integraciju ljudskih ćelija u prijemna tkiva i omogućava nam razvoj ljudskih organa kod svinja“, kaže Laj.

Bubrezi su dva organa u obliku zrna pasulja, sa obe strane strane kičmenog stuba, ispod grudnog koša. Oni filtriraju krv i uklanjaju otpadne materije i višak tečnosti putem urina. Nalaze se među organima koji se najčešće transplantiraju, ali nedostatak raspoloživih bubrega znači da postoji sve veća lista čekanja – na primer, oko 100.000 ljudi u Sjedinjenim Državama bilo je na listi čekanja 2020, ali je samo 23.000 dobilo bubreg.

Jedno rešenje je da se ljudske matične ćelije, koje mogu da se razviju u bilo koji tip ćelije, integrišu u embrione drugih sisara radi stvaranja „mešovitih“ ili „himeričnih“ embriona koji mogu proizvesti ljudske organe.

Svinje su dobar izbor zato što su njihovi organi slični našima, pa tako i njihov embrionski razvoj. Međutim, izazov je u tome što svinjske ćelije u embrionu mogu lako prevladati ljuske ćelije i zahtevati drugačije hranljive materije i hemijske signale za rast.

U novoj studiji, istraživači su prevazišli te probleme koristeći CRISPR tehnologiji za blokiranje dva gena koja bi normalno omogućila embrionskim svinjskim ćelijama da razvijaju bubrege. To je napravilo prostor za ljudske matične ćelije. Istraživači su takođe modifikovali ljudske matične ćelije tako da bude verovatnije da će se integrisati sa svinjskim ćelijama usklađujući se sa njihovim stupnjem razvoja. Bez ovog prilagođavanja, ljudske ćelije bi bile razvojno naprednije od svinjskih.

Naučnici su implantirali 1.820 himeričkih embriona u 13 surogat svinjskih majki i zatim stopirali trudnoće i izvadili embrione oko mesec dana kasnije. Pet embriona je sadržalo bubrege u ranom stadijumu razvoja koji su bili sačinjeni od oko 50-60% ljudskih ćelija i bili su „strukturalno normalni“ za dati stupanj razvoja. Sadržali su ćelije koje na kraju postanu mokraćovodi, cevaste strukture koje povezuju bubreg sa mokraćnom bešikom.

Važno je istaći da su naučnici potvrdili da su ljudske ćelije u embrionu bile uglavnom u bubrezima, a ne u drugim tkivima poput polnih ili nervnih ćelija, što bi moglo pokrenuti etička pitanja ako bi bilo dozvoljeno da dostignu potpun razvoj u svinjskim bebama.

Ova tehnologija je još daleko od primene u transplantaciji ljudskih organa. Jedna bitna prepreka je problem imunskog odbacivanja, pošto su bubrezi sadržali ćelije dobijene od svinje, poput onih koje čine krvne sudove. Veliki broj svinjskih embriona je takođe bio degenerisan, tako da će efikasnost procesa morati da se popravi u budućem istraživanju.

U međuvremenu, istraživači se nadaju da nalazi mogu poboljšati naše razumevanje razvoja ljudskih organa i razvojnih bolesti. „Pre nego što stignemo do proizvodnje organa za kliničku praksu, ovaj metod omogućava izučavanje ljudskog razvoja“, kaže Migel Esteban sa Guangdžou instituta za biomedicinu i zdravlje. „Možete pratiti ljudske ćelije koje ubacite i upravljati njima tako da možete izučavati bolesti i način formiranja ćelijskih loza“.

(Telegraf Nauka/Live Science)