En internasjonal gruppe forskere ledet av spanjolen Juan Balmonte, kjent for sitt arbeid innen stamceller, klarte å lage embryoer av mennesker og svinechimærer, som i fremtiden kan bli en kilde til donororganer. Et annet team av forskere brukte virus for å behandle medfødt døvhet hos mus. "Lenta.ru" snakker om suksessen med genteknologi relatert til medisin.
Opprettelse av genmodifiserte organismer er ikke den eneste måten genteknologi kan glede menneskeheten. Bioteknologi gjør det mulig ikke bare å endre gener for å forbedre landbruksplanter og dyr, men også å behandle tidligere uhelbredelige sykdommer. Ironisk nok bruker forskere de evige fiendene til mennesker - for dette. Sistnevnte brukes til å lage vektorer som leverer DNA til de ønskede celler. En annen retning som kan skremme mennesker som ikke er altfor kunnskapsrike i vitenskapen, er etableringen av kimærembryoer som kombinerer celler fra mennesker og andre organismer. Imidlertid vil det som virker synster til å begynne med faktisk vise seg å være en praktisk måte å skape organer på.
Nyrer eller lunger som er oppnådd ved dyrking av kimære embryoer vil være egnet for transplantasjon til mennesker i nød. De som frykter et mutant oppstand, bør tenke at de virkelige fordelene med denne teknologien oppveier den vage frykten for pessimistiske science fiction-forfattere.
Fra venstre til høyre: normal mus, mus med rottebur, rotte med musebur, normal rotte
Bilde: Nakauchi et al. / Universitetet i Tokyo
For å fjerne frykten, må du forstå hva og hvordan det går med forskere som lager kimærer. Hovedmaterialet som forskere jobber med er stamceller, som har pluripotens - evnen til å transformere til andre celler i kroppen (nerve, fett, muskler, og så videre), med unntak av morkaken og eggeplomme. De blir introdusert i embryoene fra andre organismer, hvoretter embryoet utvikler seg videre.
Salgsfremmende video:
Pigmen
Slik klarte et internasjonalt team av forskere fra USA, Spania og Japan å lage svinemann, rotte-mus og kumann-kimærer. De rapporterte om dette i en artikkel publisert i tidsskriftet Cell, som ble det første dokumentet som støttet den vellykkede "chimeriseringen" av beslektede arter.
Hovedproblemet er at det ikke er nok å introdusere pluripotente celler i embryoet og vente på at noe bra skal komme ut. I stedet kan det ende opp med en organisme med katastrofale utviklingshemming, inkludert dannelse av teratomer. Det er nødvendig å slå av genene i mottakerembryoene slik at de ikke kan danne spesifikke vev. I dette tilfellet tar de implanterte stamcellene på seg å vokse det manglende organet.
Først sprøytet forskere rotte stamceller i musembryoer på blastocyststadiet, når fosteret er en ball på flere dusin celler. Denne metoden kalles embryokomplementering. Målet med eksperimentet var å finne ut hvilke faktorer som spiller en ledende rolle i mellomfasenes kimerisme. Embryoene ble overført til kroppen av hunnmus, hvoretter de utviklet seg til levende kimærer, hvorav den ene overlevde til fylte to.
Gener i embryoer ble slått av ved hjelp av CRISPR / Cas9-teknologi, som gjør pauser i bestemte regioner av DNA. For eksempel blokkerte forskerne når de testet sin tilnærming, aktiviteten til et gen som spiller en viktig rolle i dannelsen av bukspyttkjertelen. Musene som ble født døde som et resultat, men det manglende organet utviklet seg når pluripotente rotteceller ble introdusert i embryoene. Forskere slo også av Nkx2.5-genet, uten hvilke embryoene led av alvorlige hjertefeil og viste seg å være underutviklet. Chimerisering hjalp embryoene til å oppnå normal vekst, men ingen levende kimærer ble oppnådd.
Foto: Juan Carlos Izpisua Belmonte / Salk Institutt for biologiske studier
En studie av de resulterende rottemus viste at forskjellige musevev inneholdt en annen andel av rotteceller. Da forskere prøvde å injisere rotteceller i griseblastocyster og deretter utførte genetisk analyse av fire uker gamle embryoer, fant de ikke noe gnager-DNA. Dette antyder at ikke alle dyr er egnet for kimerisering med hverandre, og vellykket poding av stamceller fra noen embryoer til andre kan avhenge av genetiske, morfologiske eller anatomiske faktorer.
Hovedmålet for forskerne var å lage en chimera av en mann og en gris, for å spore hvordan menneskelig vev vil utvikle seg inne i embryoet til et ikke-drøvtygger klovnedyr. De brukte grisblastocyster og, ved hjelp av en laserstråle, laget mikroskopiske hull for den påfølgende injeksjonen av forskjellige grupper av pluripotente celler, som ble dyrket under forskjellige forhold. Deretter ble embryoene overført til purker, hvor de utviklet seg med hell. Sporing av dynamikken i humant materiale ble utført ved bruk av et lysstoffrør for produksjon av hvilke menneskelige stamceller ble programmert.
Som et resultat ble celler dannet i det svine embryoet, som er forløperne for forskjellige typer vev, inkludert hjerte, lever og nervesystem. Grisen / menneskelige hybrider fikk utvikle seg i tre til fire uker, hvoretter de ble ødelagt av etiske grunner.
Døve mus
Amerikanske forskere fra Boston kunne nylig returnere hørselen til mus som lider av en sjelden genetisk forstyrrelse av det indre øret. For å gjøre dette brukte de et biologisk genleveringssystem (vektor) basert på nøytraliserte virus. Forskere har modifisert et adeno-assosiert virus som infiserer mennesker, men ikke forårsaker sykdom.
Det smittestoffet er i stand til å trenge inn i hårceller - reseptorer for audiosystemet og vestibulære apparater hos dyr. Bioteknologer har brukt vektoren for å reparere det defekte Ush1c-genet i cellene til nyfødte levende mus. Denne mutasjonen forårsaker døvhet, blindhet og ubalanse. Som et resultat ble dyrenes hørsel forbedret, noe som gjorde at de kunne skille enda stille lyder.
Genteknologi er derfor ikke en måte å skape mutanter som truer menneskeheten. Dette er et konstant forbedrende sett med metoder og virkemidler for å forbedre liv og helse til mennesker, spesielt de som har stort behov for det. Siden opprettelse av kimærer og genterapi ikke er så lett å implementere og noen ganger krever geniale løsninger, skjer ikke utviklingen av bioteknologi så raskt som vi ønsker. Imidlertid publiseres dusinvis av vitenskapelige artikler årlig som utvider og beriker vår kunnskap og ferdigheter.
Alexander Enikeev
