Az őssejtek területén végzett munkájáról ismert spanyol Juan Balmonte vezetésével egy tudósok nemzetközi csoportjának sikerült létrehoznia emberi és sertés kimérák embrióit, amelyek a jövőben donorszervek forrásává válhatnak. Egy másik kutatócsoport vírusokkal kezelt egerek veleszületett süketét. A "Lenta.ru" az orvostudomány géntechnológiájának sikeréről beszél.
A géntechnológiával módosított organizmusok létrehozása nem az egyetlen mód, amellyel a géntechnika tetszik az emberiség számára. A biotechnológia nem csak a gének megváltoztatását teszi lehetővé a mezőgazdasági növények és állatok javítása érdekében, hanem a korábban gyógyíthatatlan betegségek kezelésére is. Ironikus módon ehhez a tudósok az ember vírusok örök ellenségeit használják. Ez utóbbiakat olyan vektorok létrehozására használják, amelyek a kívánt sejtekbe juttatják a DNS-t. Egy másik irány, amely megrémítheti a tudományban nem túl ismeretlen embereket, a kiméra embriók létrehozása, amelyek egyesítik az emberek és más szervezetek sejtjeit. Az azonban, ami eleinte baljóslatúnak tűnik, valóban kényelmes módszer a szervek létrehozására.
A kiméra embriók növekedésével nyert vesék vagy tüdők alkalmasak lesznek a rászorulók átültetésére. A mutáns felkeléstől tartóknak gondolniuk kell, hogy ennek a technológiának a valódi előnyei meghaladják a pesszimista tudományos fantasztikus írók homályos félelmeit.
Balról jobbra: normál egér, egér patkány ketrecben, patkány egér ketrecben, normál patkány
Kép: Nakauchi et al. / A Tokiói Egyetem
A félelmek eloszlatásához meg kell értenie, mit és hogyan csinálnak a kimérákat alkotó tudósok. A fő anyag, amellyel a kutatók dolgoznak, az őssejtek, amelyek pluripotenciájúak - képesek átalakulni a test más sejtjeire (ideg, zsír, izom és így tovább), kivéve a méhlepényt és a tojássárgát. Bejuttatják más szervezetek embrióiban, majd az embrió tovább fejlődik.
Promóciós videó:
pigmentáció
Így sikerült elkészíteni a sertés-ember, a patkány-egér és a tehén-ember kimérákat az Egyesült Államok, Spanyolország és Japán tudósokból álló nemzetközi csapattal. Erről a Cell folyóiratban megjelent cikkben számoltak be, amely az első olyan dokumentum, amely támogatja a rokon fajok sikeres "kimerizációját".
A fő probléma az, hogy nem elegendő a pluripotens sejtek bevezetése az embrióba, és arra várni, hogy valami jó megjelenjön. Ehelyett katasztrofális fejlődési rendellenességgel járó szervezettel járhat, beleértve a teratómák kialakulását is. A géneket ki kell kapcsolni a recipiens embriókban, hogy ne képezzenek specifikus szöveteket. Ebben az esetben a beültetett őssejtek vállalják a hiányzó szerv termesztését.
Először a tudósok patkány őssejteket injektáltak egér embriókba a blastocystas szakaszban, amikor a magzat több tucat sejtgolyó. Ezt a módszert embrió komplementációnak hívják. A kísérlet célja az volt, hogy megtudja, mely tényezők játszanak vezető szerepet a fajok közötti kimerizmusban. Az embriókat a nőstény egerek testébe vitték át, ezután élő kimérákká fejlődtek, amelyek közül az egyik kétéves koráig fennmaradt.
Az embriók géneit a CRISPR / Cas9 technológiával kapcsoltuk ki, amely a DNS meghatározott régióiban szünetet tart. Például a kutatók megközelítésük tesztelésekor blokkolták egy gén aktivitását, amely fontos szerepet játszik a hasnyálmirigy kialakulásában. Ennek eredményeként a született egerek elpusztultak, de a hiányzó szerv kialakult, amikor pluripotens patkánysejteket vezettek be az embriókba. A tudósok az Nkx2.5 gént is kikapcsolták, amely nélkül az embriók súlyos szívelégtelenségben szenvedtek, és kimaradtak fejletlennek. A kimerizáció elősegítette az embriók normális növekedését, bár élő kimérákat nem kaptunk.
Fotó: Juan Carlos Izpisua Belmonte / Salk Biológiai Tanulmányok Intézete
A kapott patkány egerek vizsgálata azt mutatta, hogy a különböző egér szövetek eltérő arányban tartalmaznak patkány sejteket. Amikor a tudósok megpróbálták patkánysejteket beinjektálni sertésblastocisztákba, majd négy hetes embriók genetikai elemzését elvégezték, nem találtak rágcsáló DNS-t. Ez arra utal, hogy nem minden állat alkalmazható egymással kiméraképzésre, és az őssejtek sikeres oltása egyes embriókból a többibe genetikai, morfológiai vagy anatómiai tényezőktől függhet.
A tudósok fő célja egy ember és egy sertés kimérájának létrehozása volt annak nyomon követése érdekében, hogy az emberi szövetek miként fejlődnek egy nem kérődző artiodaktil állat embriójában. Sertésblastocisztákat alkalmaztak, és lézersugárral mikroszkopikus lyukakat készítettek a különböző körülmények között tenyésztett pluripotens sejtek különböző csoportjainak későbbi injekciójához. Ezután az embriókat kocákba helyezték, ahol sikeresen fejlődtek. Az emberi anyag dinamikájának nyomon követését fluoreszcens fehérje alkalmazásával végeztük, amelynek előállítására emberi őssejteket programoztunk.
Ennek eredményeként a sertésembrióban sejtek képződtek, amelyek különféle szövetek, beleértve a szív, a máj és az idegrendszer prekurzorai. A sertés / ember hibrideket hagyták kifejlődni három-négy héten keresztül, ezt követően etikai okokból megsemmisítették.
Siket egerek
A bostoni amerikai tudósok nemrégiben visszatérhették az egerek hallását, akik a belső fül működésének ritka genetikai rendellenességeitől szenvedtek. Ehhez egy semlegesített vírusokon alapuló biológiai génbejuttató rendszert (vektort) alkalmaztak. A kutatók módosították az adeno-asszociált vírust, amely fertőzi az embereket, de nem okoz betegséget.
A fertőző ágens képes behatolni a szőrsejtekbe - az hallórendszer és a vestibularis készülék receptoraiba az állatokban. A biotechnológusok a vektor segítségével javították a hibás Ush1c gént az újonnan született élő egerek sejtjeiben. Ez a mutáció süket, vakságot és egyensúlyhiányt okoz. Ennek eredményeként az állatok hallása javult, ami lehetővé tette számukra a csendes hangok megkülönböztetését.
A géntechnika tehát nem olyan módszer, hogy mutánsokat hozzunk létre, amelyek veszélyeztetik az emberiséget. Ez egy folyamatosan fejlődő módszer és eszköz, amely javítja az emberek életét és egészségét, különösen azok számára, akiknek erre nagy szükségük van. Mivel a kimérák létrehozása és a génterápia nem olyan könnyen megvalósítható, és néha ötletes megoldásokra szorulnak, a biotechnológia fejlesztése nem olyan gyorsan történik, mint szeretnénk. Évente azonban tucatnyi tudományos publikáció jelent meg, amelyek elmélyítik és gazdagítják tudásunkat és készségeinket.
Alexander Enikeev
