Американские биологи создали химерные зародыши человека и мыши, в которых доля человеческих клеток составила до 4%. Это больше, чем было ранее в эмбрионах химер — организмов, состоящих из двух разных наборов ДНК. Об этом сообщает LiveScience со ссылкой на Science Advances.

Такие химеры могут однажды помочь ученым понять процессы роста и старения нашего тела, а также то, как болезни вроде COVID-19 повреждают клетки — и в конечном итоге способны даже служить в качестве основы для выращивания органов для трансплантации.

Цзянь Фэн (Jiang Feng) из Нью-Йоркского государственного университета в Баффало и его коллеги решили давнюю проблему при создании таких химер.

Чтобы человеческие и мышиные эмбриональные стволовые клетки могли «общаться» и смешиваться, они должны находиться на одинаковом уровне развития. Эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) являются плюрипотентными, то есть они могут развиваться во все типы клеток, кроме клеток внезародышевых органов (плаценты и желточного мешка). Однако человеческая эмбриональная стволовая клетка выглядит и ведет себя совершенно иначе, чем мышиная, так что прошлые попытки заставить их объединиться не увенчались успехом, пояснил Фэн Live Science.

Сначала исследователи думали, что неудачи были из-за какого-то видового барьера, но после многих лет исследований они поняли, что это проблема не вида, а скорее, зрелости.

Человеческие стволовые клетки находились на более поздней стадии развития, в состоянии, которое обычно возникает после того, как человеческий эмбрион уже имплантирован в стенку матки. Напротив, стволовые клетки мыши находились в более «наивном» состоянии, которое обычно происходит, когда эмбрион мыши все еще находится в фаллопиевых трубах. В прошлом исследовании исследователи не смогли преобразовать клетки человека обратно в это «наивное» состояние, и этим объяснялись предыдущие проблемы.

«Наивность» мышиных клеток может быть связана с диапаузой — состоянием, при котором развитие эмбрионов некоторых видов млекопитающих тормозится на время, пока царит голод или нехватка воды, или же мать выкармливает предыдущее поколение. Это состояние у мышей можно вызвать, заблокировав белковый комплекс mTOR, который стимулирует клеточный обмен веществ.

Поэтому американские исследователи предположили, что если обработать человеческие клетки блокаторами mTOR, то можно будет синхронизировать их с клетками в зародыше мыши. И это действительно сработало — у ученых получился "наивный" набор человеческих стволовых клеток.

У большинства эмбрионов «человекомыши» наивные ЭСК человека успешно развивались в зрелые клетки — причем с удивительной скоростью, словно мышиные.

Однако несмотря на эти успехи, доля человеческих клеток все равно составила лишь 4%. Например, 24 мая на сайте препринтов Biorxiv было опубликовано исследование, где говорится, что ученым удалось вывести эмбрион-химеру с 20% человеческих клеток. Правда, эта работа пока должным образом не рецензировалась и потому к ней стоит относиться с осторожностью.

Конечно, в связи с подобными исследованиями могут возникнуть вопросы этического характера — в какой момент доля «человеческих» клеток в организме мыши сделает ее представителем человеческого вида. И это является большим полем для будущих дискуссий.