четвъртък, 28 март 2024   RSS
    Барометър | Региони | Компании | Лица | Назначения


    3069 прочитания

    Международен екип създаде първите ембриони на химери

    Те са кръстоска между човек и маймуна и са огромна крачка напред за науката
    19 април 2021, 16:07 a+ a- a

    Използвайки флуоресцентни петна, изследователите могат да визуализират клетки от различен видов произход в ранен стадий на ембрион (Снимка: Weizhi Ji, Kunming University of Science and Technology)

    Възможността да се отглеждат клетки от един биологичен вид в организма на друг предлага на учените мощен инструмент за изследвания и медицина. Това е подход, който може:
    1. да подобри нашето разбиране за ранното човешко развитие, появата и прогресията на заболявания и стареенето; 
    2. предоставя иновативни платформи за оценка на медикаменти; 
    3. може да отговори на критичната нужда от органи за трансплантация. 

    И все пак развитието на такива способности бе огромно предизвикателство, докато международен екип в института Salk в Ла Джола, САЩ не прави пробив.

    Изследователите, ръководени от професор Хуан Карлос Изписуа Белмонте, се приближиха стъпка по-близо до тази цел, демонстрирайки нова интеграция на човешки клетки в животинска тъкан. Публикувано в списание Cell на 15 април 2021 г., новото изследване се основава на предишната работа на лабораторията проф. Белмонте, за да направи следващата стъпка в химерните организми (организми, които съдържат клетки от два или повече вида) за разбиране на множество заболявания и адресиране тежкия недостиг на донорски органи.

    „Тези химерни подходи могат да бъдат наистина много полезни за напредване на биомедицинските изследвания не само на най-ранния етап от живота, но и на последния етап от живота“, казва проф. Белмонте.

    По данни на СЗО всяка година се извършват по 130 000 трансплантации на органи, което обаче запълва само 10% от необходимостта от органи за трансплантиране. 

    Изследователите се надяваха, че отглеждането на човешки клетки в свински тъкани (чиито размери на органи, физиология и анатомия са подобни на човешките) могат да облекчат този проблем. Преди това, в изследване на клетките от 2017 г., групата на проф. Белмонте съобщава за новаторска работа, при която имплантират човешки клетки в ранен стадий в свински тъкани, отбелязвайки първата стъпка към производството на трансплантируеми човешки органи с помощта на големи животни. Но приносът на човешките клетки е бил доста малък, което може да се дължи на голямото еволюционно разстояние (90 милиона години) между двата вида. Така проф. Белмонте се заема да изследва образуването на химера при по-тясно свързани видове – маймуни макаци.

    Химери с макаци няма да се използват за трансплантация на човешки органи. Въпреки това разкриват безценна информация за това как човешките клетки се развиват и интегрират и как клетките от различни видове комуникират помежду си. Проф. Белмонте оприличава процеса на два типа клетки, които се интегрират, с комуникацията на различни езици: човешките клетки в свинската тъкан например са подобни на клетките, които се опитват да намерят общ език между китайци и французи, докато човешките клетки в макаците работят по-скоро като два тясно свързани езика, като испански и френски. Чрез по-добро разбиране на молекулярните пътища, включени в тази междувидова комуникация, изследователите могат в крайна сметка да подобрят интеграцията на човешките клетки в по-подходящи гостоприемници, като прасета, които могат да се използват в регенеративната медицина, както и за по-добро разбиране на процеса на стареене.

    В настоящото проучване екипът маркира човешки плурипотентни стволови клетки (клетки, които са способни да се развият във всички клетъчни типове в тялото) с флуоресцентен протеин и ги вмъква в ембриони от макак в лабораторно петри (бел.ред.: специална стъклена чинийка, която се използва при лабораторна работа). 

    Настоящото проучване става възможно благодарение на технологията, публикувана миналата година от сътрудничилия екип, ръководен от проф. Уейджи Жи от Университета за наука и технологии в Кунмин в Юнан, Китай, който позволява на маймунските ембриони да останат живи и да растат извън тялото за продължителен период от време. В случая всички експерименти са прекратени 19 дни след инжектирането на стволови клетки. Чрез имунофлуоресцентни проучвания, при които антителата се свързват с флуоресцентно маркираните стволови клетки, учените наблюдават, че човешките стволови клетки оцеляват и се интегрират с по-добра относителна ефективност, отколкото при предишните експерименти върху свински тъкани.

    За да идентифицират пътищата на молекулярна комуникация между клетките на двата вида в настоящото проучване, ученте анализират химерния транскриптом – отчитане кои гени и молекули са активни. Те наблюдават, че клетките от химерна тъкан имат различни транскриптомни профили от контролите и откриват няколко комуникационни пътя, които са укрепени или нови в химерните клетки.

    След като тази молекулярна комуникация бъде разбрана по-добре, химерните организми могат да позволят на изследователите безпрецедентен поглед към най-ранните етапи на човешкото развитие. Химерните организми, съдържащи човешки клетки, могат да бъдат използвани за генериране на клетки и органи за трансплантации на видове гостоприемници, по-еволюционно отдалечени от хората, като прасета, които може да са по-подходящи по различни причини (социални, икономически и етични, наред с други). 

    Освен това тези проучвания представляват нова платформа за проучване как възникват специфични заболявания. Например, определен ген, който може да бъде свързан с определен тип рак, може да бъде създаден в човешка клетка. След това, наблюдението на хода на прогресията на заболяването, използвайки тези клетки в химерен модел, може да разкрие по-приложими резултати от типичен животински модел, при който болестта може да поеме различен ход. Химерните модели на заболяването също могат да се използват за тестване на ефикасността на лекарствени съединения и за получаване на резултати, които по подобен начин биха могли да отразят по-добре отговора при хората.

    Друго изследователско средство, където химеризмът може да предложи уникални прозрения, е стареенето. Проф. Белмонте казва, че изследователите не знаят дали органите стареят с еднаква скорост или може би един орган движи стареенето на всички други и действа като главен превключвател за процеса на стареене. Използвайки химеризъм за отглеждане, например, на орган на обикновен плъх в много по-дългоживеещ вид като голия плъх, учените биха могли да започнат да изследват кои органи могат да бъдат ключови за стареенето и какви сигнали участват в тяхното оцеляване.

    Като водещ експерт в областта на изследванията на химера, проф. Белмонте се консултира с всички подходящи регулаторни органи, както и с независими биоетици, за да гарантира, че работата му отговаря на настоящите етични и правни насоки, подчертават от Института Salk.

    Следващата стъпка в работата на учения е да разгледа по-отблизо молекулярните пътища, които екипът определя като участващи в междувидовата комуникация, и да определи кои са от решаващо значение за успеха на този процес.

    Нагоре
    Отпечатай
     
    * Въведеният имейл се използва само за целите на абонамента, имате възможност да прекратите абонамента по всяко време.

    преди 43 минути
    Над 10% ръст на пътуванията на българи в чужбина през февруари
    Увеличават се и посещенията на чужденци у нас, показват данните на НСИ
    преди 3 часа
    Предлагат индустриалните паркове само за един вид производства
    С промените в закона ще бъде създаден нов тип специализиран парк
    преди 4 часа
    „България Еър“ променя терминалите за опериране в в Рим, Мадрид и Прага
    Те са предвидени за полети от шенгенското пространство и предоставят възможност за по-добри транспортни връзки и влизане в страните без паспортна проверка
    преди 4 часа
    Предлагат бърза ликвидация на неработещи фирми
    От 30 хил. до 50 хил. нови дружества се създават на година, като над 90% от новостартиралите компании се провалят още в началните стъпки
    преди 4 часа
    3 български авиокомпании ще летят до Китай
    Правителството определи авиопревозвачите за директните полети до Поднебесната империя
    преди 5 часа