Выращивать человеческие органы у свиней

Выращивать человеческие органы у свиней. Что может пойти не так?

Для древних греков химера была зловещим существом — частично лев, частично коза и частично змею. Первая химера, которую Хуан Карлос Исписуа Бельмонте создал в 1992 году была значительно менее страшной: она состояла из эмбриональной конечности мыши, привитой на крыло куриного эмбриона. В то время Бельмонте был молодым ученым, работающим в лаборатории в Гейдельберге, Германия. Он был очарован тайнами экспрессии генов — биологическими сигналами, которые управляют развитием животного — и чистым потенциалом эмбриональных клеток.

Возьмите любое позвоночное: курицу, свинью, человека. В зрелости они оказываются совершенно разными организмами, но начинают практически с одного и того же. Бельмонте начал задумываться: если мышиная лапка может прижиться на курином крыле, что еще может быть возможным? Как еще ученые могут изменить сигналы, определяющие, каким станет существо?

Можно ли вырастить из одного существа другое?

Интерес Бельмонте к гибкости эмбрионов был, в некотором смысле, личном. Будучи ребенком бедных, малообразованных родителей в сельской местности на юге Испании, он был вынужден на несколько лет бросить школу, чтобы содержать семью, работая на ферме. И только в подростковом возрасте он вернулся в класс — и с этого момента быстро перешел от философии (любимыми были Ницше и Шопенгауэр) к фармакологии и генетике.

К 2012 году Бельмонте стал одним из выдающихся мировых биологов, работая в собственной лаборатории в Институте Солка в Ла-Холье, штат Калифорния, и еще в одной в своей родной Испании. Как и его коллеги по всему миру, он размышлял над тем, как использовать новый мощный инструмент в арсенале этой дисциплины — платформу редактирования генов CRISPR-Cas9. После появления первых серьезных работ по CRISPR, Бельмонте быстро нашел себе цель. Только в США около 100 000 человек находятся в очереди на трансплантацию органов в любой конкретный момент, и около 8000 из них умирают каждый год из-за отсутствия доноров. По мнению Бельмонте, CRISPR и химеры могут стать решением. Он надеялся использовать новую технику редактирования генов, чтобы превратить тела крупного скота в инкубаторы для человеческих сердец, почек, печени и легких.

Поиски Бельмонте начались с исследований на мышах. Используя CRISPR, он и его команда удалили гены, которые позволили животным вырастить несколько органов, включая глаза, сердце и поджелудочную железу. Вместо того, чтобы позволить этим измененным эмбрионам мыши развиваться самостоятельно, ученые Солка ввели в смесь некоторые стволовые клетки крыс. Затем, клетки крыс заменили недостающие органы и животные прожили нормальную мышиную жизнь. К 2017 году Бельмонте и его коллеги перешли к более крупным испытуемым. Они ввели стволовые клетки человека 1500 эмбрионам обычных свиней, затем имплантировали эти эмбрионы свиноматкам. В течение примерно 20 дней некоторые из них превратились в химер человеко-свиней. Это был скромный успех. Эмбрионы были в большей степени свиными, нежели человеческими: на 100 000 свиных клеток была 1 человеческая. Но эксперимент был успешным: это были первые химерные эмбрионы, созданные путем слияния двух крупных, отдаленно связанных видов.

Как и в случае с мышами и крысами, Бельмонте планирует использовать CRISPR для отключения стремления свиньи создавать свои собственные органы, а затем заполнить пробел человеческими клетками. Но второй шаг — заставить человеческие клетки прижиться у свиней с более высокой скоростью — оказался чертовски трудным. «Эффективность мыше-крыс очень хороша. Эффективность человеко-свиней не особо высока. В этом проблема». Сегодня в лаборатории Бельмонте проводится сложный процесс проб и ошибок — ученые проверяют, как различные клетки животных и человека взаимодействуют между собой, в надежде применить полученные сведения к химерам свиней и людей. Но даже этот кропотливый процесс, по мнению ученых, по меркам предыдущих лет происходит очень быстро. С применением традиционных методов им бы понадобились «сотни лет». Но благодаря CRISPR мы можем очень быстро собирать множество генов и модифицировать их.

Если CRISPR помог Бельмонте в его амбициях, он также отправил его по адресу одной из самых тернистых этических областей науки. Древние люди считали химер плохим предзнаменованием, и современные люди относятся к ним аналогично — особенно, когда граница между человеком и животным размывается. В своем обращении 2006 года президент США Джордж Буш назвал создание таких гибридов одним из «самых вопиющих злоупотреблений в медицинских исследованиях». В 2015 году Бельмонте узнал, что претендует на Pioneer Award, один из самых престижных и щедрых грантов Национального института здравоохранения. Затем оказалось, что по этой линии работу приостановили — из-за его работ с химерами. В том же году НИЗ приостановил федеральное финансирование любых исследований, посвященных внедрению человеческих стволовых клеток в эмбрионы животных, сославшись на необходимость обдумывания этических проблем. Год спустя мораторий пообещали отменить, однако пока что финансирования нет. Бельмонте в конечном итоге получил Pioneer Award, однако большую часть экспериментов со свиньями в Испании проводил за собственный счет.

Джон де Во, директор отделения клеточной и тканевой инженерии в Университетской больнице Монпелье во Франции, запросто представляет наихудшие сценарии с участием свиных химер. Например, если слишком много человеческих клеток попадет в мозг свиньи, то животное теоретически может развить новые виды сознания и разума. (В 2013 году ученые из Рочестера, штат Нью-Йорк, ввели мышам клетки человеческого мозга — и мыши оказались умнее своих сверстников). «Было бы ужасно представить форму человеческого сознания, запертую в теле животного», говорит де Во. Что, если ученые непреднамеренно создадут свинью, способную осмыслить собственные страдания, с чувством моральной несправедливости? Даже если бы вы могли убить животное для извлечения его органов, с чем не согласятся многие активисты по защите животных, несомненно, было бы чудовищно убить существо с человекоподобным интеллектом, чтобы отнять у него поджелудочную железу.

Бельмонте предлагает прямое решение этой проблемы: нужно больше CRISPR. Используя редактирование генов, по его словам, ученые смогут предотвратить колонизацию мозга свиньи человеческими клетками. Подобные вмешательства могут помешать человеческой ДНК проникнуть в зародышевую линию свиньи — чтобы она не передавалась будущим поросято-людям. Это еще один сценарий, который заставляет биоэтиков морщиться. «В лаборатории есть технологии, которые могли бы помочь нам избежать этих этических проблем», говорит Бельмонте.

Исследования химер — лишь одно из крупных направлений, которые разрабатываются в лаборатории 58-летнего Бельмонте с использованием CRISPR. Он и его команда также проводят множество экспериментов по эпигенетическому редактированию — вариации CRISPR, которая модулирует экспрессию генов, а не взламывает саму последовательность ДНК. Благодаря этому, полностью обращаются симптомы диабета, заболеваний почек и мышечной дистрофии у мышей. Можно сказать, ученые пытаются одолеть само старение.

«Он раздвигает границы того, на что мы способны в настоящее время», говорит Пабло Хуан Росс, профессор кафедры зоологии в Калифорнийском университете в Дэвисе, который проводит эксперименты с химерами на свиньях и овцах в своей собственной лаборатории. Оба ученых заинтересованы в доказательстве ценности редактирования генов и создания химер. Росс делает ставку на то, что мы не можем отказаться от технологий, которые позволят нам выращивать органы в животных, не дожидаясь, пока очередной подросток погибнет в автомобильной аварии.

Но Бельмонте не спешит, несмотря на собственную нетерпеливость. Он решил уничтожить первые плоды эмбриональных химерных свиней в течение первого триместра, не дожидаясь, пока они разовьются в нечто более этически сложное — несмотря на тот факт, что в Испании, где они были выращены, правила позволили бы Бельмонте умертвить животных в любое время. И он осторожно относится к редактированию генов у людей. «Нам нужно узнать гораздо больше, прежде чем использовать CRISPR на людях», говорит он. «Я бы пока не решился вынести его за пределы лаборатории».

Прогресс должен быть не только в науке. Должны быть также обстоятельные дебаты на тему редактирования генов — и голос должен быть не только у ученых, но и у врачей, общественности и правительства. Де Во соглашается: «Эйнштейн провел фундаментальные исследования в области физики. Но на уровне страны было решено применить эти результаты для бомбардировки Хиросимы — не на уровне ученых».

Бельмонте твердо уверен, что сегодня ученые находятся на пороге излечения болезней, обращения вспять старения и спасения жизней с помощью выращенных органов. Это может изменить нашу собственную эволюцию, наш собственный вид.

Вы согласны с ним? Расскажите в нашем чате в Телеграме.

hi-news.ru

Зачем ученым нужны гибридные организмы?

Ниша для органов

Одна из ⁠главных ⁠целей эксперимента – выращивание человеческих органов ⁠в организме животных. Часть пациентов ⁠годами ждет очереди на трансплантацию, и создание биологического материала ⁠таким путем могло бы спасти тысячи жизней. «Мы еще далеки от этого, но первый и важный шаг сделан», – говорит Исписуа Бельмонте. Человеческий орган, выращенный в химере из собственных клеток больного, решил бы проблему отторжения трансплантата организмом больного, так как был бы выращен из его собственных клеток.
Развить человеческие органы в теле животного ученые собираются с помощью генного редактирования (а именно инновационным способом CRISPR-Cas9). Первоначально ДНК эмбриона животного будут изменять так, чтобы в нем не развился необходимый орган, например сердце или печень. Такую «нишу» будут заполнять человеческие стволовые клетки.

Читать еще:  Какие растения выращивают на корм домашним животным?

Эксперименты показывают, что в химере можно создать практически любой орган – даже тот, который у подопытного животного не предусмотрен. Другой эксперимент этой же группы ученых показал, что подсадка в организм мыши стволовых крысиных клеток позволяет вырастить желчный пузырь, хотя у мышей этого органа эволюционно нет.

Еще в 2010 году японские ученые таким же образом создали для крысы поджелудочную железу. Команда Исписуа Бельмонте смогла вырастить в организме мыши также крысиное сердце и глаза. Двадцать пятого января один из его коллег сообщил в статье в журнале Nature, что его группе удалось провести обратный эксперимент – вырастить в крысе поджелудочную железу для мыши и успешно ее пересадить. Орган исправно функционировал больше года.

Важное условие для успеха экспериментов с химерами – правильное соотношение размеров соединяемых организмов. Например, ранее ученые пытались создать химеры свиней и крыс, но эксперимент оказался безуспешным. Гораздо более совместимыми являются люди, коровы и свиньи. Команда Исписуа Бельмонте предпочла использовать для создания химеры с человеком свинью просто потому, что использовать последних дешевле, чем коров.

Гибриды среди нас

История знала случаи пересадки людям некоторых частей тела от животных, в том числе и свиней, и раньше. Еще в XIX веке американский доктор Ричард Киссам успешно пересадил юноше роговицу глаза, которую взял у шестимесячного поросенка. Но полноценное создание химер началось в 1960-е годы, когда американская ученая Беатрис Минц получила лабораторным путем первый гибридный организм, соединив клетки двух разных видов мышей – белой и черной. Чуть позже другая ученая – француженка Николь ле Дуарен соединила зародышевые слои куриного и перепелиного эмбриона и в 1973 году выпустила работу о развитии гибридного организма. В 1988 году Ирвинг Вейсман из Стэнфордского университета создал мышь с человеческой иммунной системой (для исследований СПИДа), а впоследствии вживлял человеческие стволовые клетки в мышиный мозг для исследований по нейробиологии. В 2012 году на свет появились первые химеры-приматы: в Национальном центре исследования приматов в Орегоне ученые создалимакак, содержащих шесть различных ДНК.

Более того, история уже знает и случаи людей-химер, хотя общество их таковыми не называет, да и сами они могут об этом не догадываться. В 2002 году жительница Бостона Карен Киган прошла генетический тест, чтобы определить, можно ли ей пересаживать почку одного из ее родственников. Анализы показали невозможное: ДНК пациентки не соответствовала ДНК ее биологических сыновей. Оказалось, что у Киган был врожденный химеризм, который развивается у эмбриона в результате сбоя в процессе оплодотворения: ее организм содержал два генетических набора, один у клеток крови, другой – у клеток в тканях ее тела.

Формально химерой можно назвать и человека, которому пересадили чужой костный мозг, – например, при лечении лейкемии. В некоторых случаях в крови такого пациента можно найти клетки и с его исходной ДНК, и с ДНК донора. Еще один пример – так называемый микрохимеризм. В теле беременной женщины может наблюдаться перемещение стволовых клеток плода, несущих его геном, в органы будущей матери – почки, печень, легкие, сердце и даже мозг. Ученые предполагают, что это может случаться чуть ли не при каждой беременности, а такие клетки могут оставаться на новом месте в течение всей жизни женщины.

Но во всех этих случаях химеры образуются (естественно или нет) от двух человек. Другое дело – совмещение человека с животным. Трансплантация тканей от животных человеку может сделать его уязвимым для новых болезней, к чему наша иммунная система не готова. Многих также пугает возможность наделения зверей людскими качествами, вплоть до повышения уровня сознания. Ученые пытаются заверить общество и власти в том, что подобные эксперименты будут жестко контролироваться лабораториями и использоваться лишь во благо. Национальные институты здоровья США (NIH) никогда не финансировали такие разработки, ссылаясь на их неэтичность. Но в августе 2016 года представители NIH заявили, что могут пересмотреть мораторий (решение пока не принято).

В отличие от NIH американская армия щедро финансирует подобные эксперименты. По словам кардиолога из Миннесотского университета Дэниела Гэрри, его проект по созданию химер, в рамках которого была получена свинья с сердцем от другой особи, недавно получил от военных грант $1,4 млн на эксперименты по выращиванию в свинье человеческого сердца.

www.mirprognozov.ru

Когда начнут выращивать органы из стволовых клеток

Выращивание органов из стволовых клеток

Killere Человек и здоровье год 25 комментариев 23283

Прежде чем мы перейдем к непосредственному рассказу о выращивание органов, я хотел бы посвятить вас, что такое стволовые клетки.

Что такое стволовые клетки?

Стволовые клетки — прародительницы всех без исключения типов клеток в организме. Они способны к самообновлению и, что самое главное, в процессе деления образуют специализированные клетки различных тканей. Стволовые клетки обновляют и замещают клетки, утраченные в результате каких-либо повреждений во всех органах и тканях. Они призваны восстанавливать организм человека с момента его рождения.

С возрастом количество стволовых клеток в организме катастрофически снижается. У новорожденного 1 стволовая клетка встречается на 10 тысяч, к 20-25 годам – 1 на 100 тысяч, к 30 – 1 на 300 тысяч. К 50-летнему возрасту в организме уже остается всего 1 стволовая клетка на 500 тысяч. Истощение запаса стволовых клеток вследствие старения или тяжёлых заболеваний лишает организм возможностей самовосстановления. Из-за этого жизнедеятельность тех или иных органов становится менее эффективной.

Какие органы и ткани ученые смогли вырастить с помощью стволовых клеток?

Привожу только самые известные примеры научных достижений.

в 2004 году японские ученые впервые в мире вырастили структурно полноценные капиллярные кровеносные сосуды из стволовых клеток

Японские ученые первыми в мире вырастили структурно полноценные капиллярные кровеносные сосуды из стволовых клеток человеческого эмбриона. Об этом 26 марта 2004 года сообщила японская газета Yomiuri.

Как отмечает издание, группа исследователей из медицинской школы Киотского университета под руководством профессора Кадзува Накао использовала капиллярные клетки, генерированные из стволовых клеток, импортированных в 2002 году из Австралии. До сих пор исследователям удавалось регенерировать лишь нервные клетки и мышечную ткань, что недостаточно для «производства» цельного органа. Информация с сайта NewsRu.com

В 2005 году американские ученые впервые вырастили полноценные клетки головного мозга

Ученые из Флоридского университета (США) первыми в мире вырастили полностью сформированные и приживающиеся клетки головного мозга. Как сообщил руководитель проекта Бьорн Шеффлер, вырастить клетки удалось путем «копирования» процесса регенерации клеток головного мозга. Теперь ученые надеются выращивать клетки для трансплантации, что может помочь в лечении болезней Альцгеймера и Паркинсона.Шеффлер отметил, что ранее ученым удавалось выращивать нейроны из стволовых клеток, однако именно во Флоридском университете удалось получить полноценные клетки и изучить процесс их роста от начала до конца. Информация с сайта Газета.ру по материалам Independent.

В 2005 году ученым удалось воспроизвести нервную стволовую клетку

нервная стволовая клетка

Итальянско-британская группа ученых из эдинбургского и миланского университетов на основе неспециализированных эмбриональных стволовых нервных клеток научилась создавать in vitro различные типы клеток нервной системы.

Ученые применили уже разработанные методы управления эмбриональными стволовыми клетками к полученным ими более специализированным нервным стволовым клеткам. Результаты, которые были достигнуты на клетках мышей, были воспроизведены и на человеческих стволовых клетках. В интервью, данном агентству BBC, Стивен Поллард из Эдинбургского университета пояснил, что разработка его коллег поможет воссоздать болезнь Паркинсона или болезнь Альцгеймера «в пробирке». Это позволит лучше понять механизм их возникновения и развития, а также обеспечит фармакологов мини-полигоном для поиска подходящих средств лечения. Соответствующие переговоры с фармакологическими компаниями уже ведутся.

В 2006 году швейцарсцкие ученые вырастили из стволовых клеток клапаны человеческого сердца

Осенью 2006 года доктор Саймон Хоерстрап и его коллеги из университета Цюриха впервые вырастили человеческие сердечные клапаны, воспользовавшись стволовыми клетками, взятыми из околоплодной жидкости.

Это достижение может сделать реальным выращивание клапанов сердца специально для ещё не родившегося ребёнка, если у него, ещё в утробе матери, обнаружатся дефекты сердца. А вскоре после рождения младенцу можно будет пересадить новые клапаны.

Вслед за выращиванием в лаборатории из клеток человека мочевого пузыря и кровеносных сосудов — это следующий шаг на пути создания «собственных» органов для конкретного пациента, способных устранить потребность в донорских органах или искусственных механизмах.

В 2006 году британские ученые вырастили из стволовых клеток ткани печени

Осенью 2006 года британские ученые из университета Ньюкасла объявили о том, что первыми в мире вырастили в лабораторных условиях искусственную печень из стволовых клеток, взятых из пуповинной крови. Техника, которая использовалась при создании «минипечени», размером в 2 см, будет разрабатываться дальше, чтобы создать нормально функционирующую печень стандартного размера.

В 2006 году в США впервые выращен сложный человеческий орган — мочевой пузырь

Американские ученые смогли вырастить в лабораторных условиях полноценный мочевой пузырь. В качестве материала были использованы клетки самих пациентов, нуждающихся в пересадке.

«Путем биопсии можно взять кусочек ткани, а спустя два месяца ее количество умножится в несколько раз, — объясняет директор института регенеративной медицины Энтони Атала. — Исходный материал и особые вещества мы кладем в специальную форму, оставляем в специальном лабораторном инкубаторе и через несколько недель получаем готовый орган, который уже можно пересаживать». Первую трансплантацию провели еще в конце 90-х. Операцию по пересадке мочевого пузыря сделали семи пациентам. Результаты оправдали ожидания ученых, и сейчас специалисты разрабатывают методы создания еще 20-ти органов — среди них сердце, печень, кровеносные сосуды и поджелудочная железа.

Читать еще:  Как выращивать суточных цыплят в домашних условиях?

В 2007 году стволовые клетки помогли британским ученым создать часть сердца человека

Весной 2007 года группе британских ученых, состоящая из физиков, биологов, инженеров, фармакологов, цитологов и опытных клиницистов, под руководством профессора кардиохирургии Магди Якуба впервые в истории удалось воссоздать одну из разновидностей тканей человеческого сердца при помощи стволовых клеток костного мозга. Эта ткань выполняет роль сердечных клапанов. Если дальнейшие испытания пройдут успешно, разработанную методику можно будет применять для выращивания из стволовых клеток полноценного сердца для трансплантации больным.

В 2007 году японские ученые вырастили из стволовых клеток роговицу глаза

Весной 2007 года на симпозиуме по вопросам репродуктивной медицины в городе Иокогама были обнародованы результаты уникального эксперимента специалистов Токийского университета. Исследователи использовали стволовую клетку, взятую из края роговицы. Такие клетки способны развиваться в различные ткани, выполняя в организме восстановительные функции. Выделенная клетка была помещена в питательную среду. Спустя неделю она развилась в группу клеток, а на четвертой неделе преобразовалась в роговицу диаметром 2 см. Таким же образом был получен тонкий защитный слой (конъюнктива), покрывающий роговицу снаружи.

Ученые подчеркивают, что впервые полноценная ткань человеческого организма выращена из единственной клетки. Пересадка органов, полученных новым способом, исключает риск переноса инфекций. Японские ученые намерены приступить к клиническим испытаниям сразу после того, как удостоверяться в безопасности новой технологии.

В 2007 году японские ученые вырастили зуб из стволовых клеток

Японским ученым удалось вырастить зуб из одной клетки. Его вырастили в лабораторных условиях и пересадили мыши. Инъекция клеточного материала была произведена в коллагеновый каркас. После выращивания оказалось, что зуб принял зрелую форму, которая состояла из полноценных частей, таких как дентин, пульпа, сосуды, периодонтальные ткани, и эмаль. По словам исследователей, зуб был идентичен естественному. После трансплантации зуба лабораторной мыши он прижился и функционировал полностью нормально. Данный метод позволит выращивать целые органы из одной-двух клеток, говорят исследователи.

В 2008 году американские ученые смогли вырастить новое сердце на каркасе от старого

Дорис Тейлор (Doris Taylor) и её коллеги из университета Миннесоты (University of Minnesota) создали живое сердце крысы, используя необычную технику. Ученые взяли взрослое сердце крысы и поместили его в специальный раствор, который удалил из сердца все клетки мышечной сердечной ткани, оставив другие ткани нетронутыми. Этот очищенный каркас был засеян клетками сердечной мышцы, взятыми у новорождённой крысы, и помещён в среду, имитирующую условия в организме.

Всего через четыре дня клетки размножились настолько, что начались сокращения новой ткани, а через восемь дней реконструированное сердце уже могло качать кровь, хотя и всего на 2-процентном уровне мощности (считая от здорового взрослого сердца). Таким образом, учёные получили работоспособный орган из клеток второго животного. Этим путём в будущем можно было бы обрабатывать сердца, взятые для пересадки, для исключения отторжения органа. «Так вы можете сделать любой орган: почку, печень, лёгкое, поджелудочную железу», — говорит Тейлор. Донорский каркас, определяющий форму и структуру органа, будет наполняться родными для больного специализированными клетками, сделанными из стволовых.

Любопытно, что в случае с сердцем в качестве основы можно попробовать взять сердце свиньи, анатомически близкое к человеческому. Удалив только мышечную ткань, прочие ткани такого органа можно будет уже дополнить культивированными человеческими клетками сердечной мышцы, получив гибридный орган, который, по идее, должен хорошо прижиться. А новые клетки будут сразу хорошо снабжаться кислородом — благодаря старым сосудам и капиллярам, оставшимся от сердца донора.

m.log-in.ru

Генетики смогут выращивать из стволовых клеток любой тип тканей и органов для пересадки

Сбылось не сбылось

  • 23 просмотра

Сводная информация по прогнозу редактировать информацию

Органы из стволовых клеток. Сообщения СМИ, аргументы в пользу и против прогноза:

21 сентября 2018 — Исследователи из Медицинского центра детской больницы Цинциннати (США) использовали плюрипотентные стволовые клетки (pluripotent stem cells), чтобы вырастить органоиды пищевода. Ранее они использовали их для выращивания кишечника и желудка. Работа опубликована в журнале Cell Stem Cell. Биологи сосредоточились на гене под названием Sox2 и на связанных с ним белках. Для экспериментов они использовали мышей и лягушек. Полученная информация позволила ученым за два месяца вырастить из плюрипотентных стволовых клеток «зачатки» пищевода длиной от 0,3 до 0,8 миллиметра . По словам авторов, искусственная ткань невероятно схожа по своим свойствам с естественными образцами, взятыми у пациентов. Она послужит опытной моделью для исследования врожденных и приобретенных заболеваний, таких как атрезия пищевода, эозинофильный эзофагит, рак пищевода и многих других. https://naked-science.ru/article/sci/uchenye-vyrastili-organoidy

02 сентября 2018 — Клетки делятся постоянно, но как они запоминают, кем они должны стать — частью кожи, печени или кишечника? Многие годы ученым не давал покоя этот вопрос. Теперь биологи Копенгагенского университета приблизились к понимаю процесса передачи клеточной памяти, пишет Phys.org. Они разработали технологию SCAR-seq, которая впервые позволяет увидеть, как эпигенетическая информация, сохраненная в низкомолекулярном белке гистоне, передается в процессе копирования ДНК и деления клетки. https://hightech.plus/2018/08/18/raskrita-taina-sohraneniya-kletochnoi-p.

19 февраля 2018 — Молекулярные биологи из Калифорнии впервые вырастили химерные зародыши, включающие в себя клетки людей и овец. Это приближает нас к выращиванию полноценных органов людей внутри животных. Химерные зародыши успешно развивались на протяжении первых 28 дней своего существования. Это говорит о том, что они вполне могли бы стать полноценными живыми существами, если бы эксперимент не был прекращен по этическим причинам. Пока непонятно, какие органы будут формировать человеческие клетки и повлияют ли они на облик и работу нервной системы овец. Для этого необходимо провести более продолжительные эксперименты, при этом их организация еще более проблематична из-за морально-этических соображений, заключил биолог. Примерно 15 лет назад биологи начали активно обсуждать возможность так называемой ксенотрансплантации — пересадки органов животных в тело человека. Для воплощения идеи в жизнь, как казалось ученым раньше, нужно было решить простую задачу — заставить иммунную систему не отторгать эти органы. Данная задача до сих пор не решена, хотя сейчас генетики работают над созданием особых генных терапий, делающих органы свиней и прочих животных «невидимыми» для нашей иммунной системы. Год назад известный американский генетик Джордж Черч приблизился к решению этой задачи, удалив часть таких меток «свой-чужой» при помощи геномного редактора CRISPR/Cas9 и вырастив первых частично «очеловеченных» свиней. Если ввести в зародыш свиньи или другого животного стволовые клетки человека в строго определенный период развития, можно получить так называемую химеру — организм, составленный из двух или более наборов разнородных клеток. Подобные эксперименты, как рассказывают ученые, уже достаточно давно и успешно ведутся в опытах на мышах, однако опыты на больших животных, таких как свиньи или обезьяны, пока не проводились или заканчивались неудачно. Команда Бельмонте сделала большой шаг в сторону реализации подобных задач, научившись вставлять фактически любые клетки в зародыши свиней и мышей при помощи технологии CRISPR/Cas9, позволяющей убивать определенные клетки животного и заменять их на человеческие аналоги.

14 февраля 2018 — Несколько лет назад исследователи из Университета Тунцзи и Института стволовых клеток в Цзяннане обнаружили, что поврежденные участки в легких можно вылечивать с помощью стволовых клеток, пересаженных из здоровых участков. Первые эксперименты ставили на мышах – опыты закончились успешно. После мышей исследователи решились на клинический эксперимент с двумя пациентами с бронхоэктазией – хронической патологией, которая деформирует бронхи и делает их нефункциональными. Стволовые клетки пересаживали из здоровых участков легких в больные, после чего состояние пациентов улучшилось: спустя год они уже не так сильно кашляли, у них стала заметно слабее одышка, а компьютерная томография показала, что поврежденные участки восстанавливаются – у бронхиол исчезли патологические расширения. Улучшения начались через три месяца после клеточной пересадки, и сейчас, по словам авторов работы, состояние обоих больных стабильно хорошее. Чтобы метод вошел в повседневную медицинскую практику, его нужно проверить на большем количестве добровольцев и с разными легочными заболеваниями, которых следует сравнивать с другими легочными пациентами, получающими обычное лечение. Впрочем, именно сейчас исследователи как раз собираются запустить именно такой большой клинический эксперимент. По их словам, если все пойдет хорошо, то хронические болезни легких удастся полностью победить через пять лет. https://www.nkj.ru/news/33214/

10 февраля 2018Ученые впервые создали ткань человеческой почки внутри живого организма , и она способна производить мочу. Почечные клубочки — микроскопические составные части органа — были получены из стволовых эмбриональных клеток и выращены в лаборатории, в пробирках с культурой из молекул, стимулирующих развитие почек. Их совместили с гелеподобной субстанцией, которая выполнила роль естественной соединительной ткани, после чего все это ввели под кожу мыши. Через три месяца осмотр ткани показал, что она создала нефроны — микроскопические структурные и функциональные единицы почек. В них было все, что есть и в обыкновенных человеческих нефронах. Внутри мыши даже развились капилляры, которые начали питать новые почечные ткани. Тем не менее, у этих минипочек нет большой артерии, а без нее орган будет функционировать лишь частично . Полученная ткань была сформирована из нескольких сотен клубочков, тогда как в стандартной человеческой почке их около миллиона, но сейчас вопрос стоял в подтверждении принципа и проверке метода, обе цели были достигнуты. https://www.popmech.ru/science/news-409722-uchenye-vpervye-iskusstvenno-.

Читать еще:  Лучшие сорта чернослива

02 февраля 2018Стартап Biolife4D намерен наладить в ближайшие годы производство миниатюрных сердец для тестирования лекарств. Затем команда перейдет к печати сердец для мелких животных, потом перейдет на крупных и, наконец, людей . Чтобы создать полностью жизнеспособное сердце, необходимо будет пройти несколько этапов. Сначала сердце пациента просканируют с помощью МРТ, чтобы получить его точное цифровое изображение. Зачем извлеченные из образцов клетки крови преобразуют в стволовые и вырастят из них кардиомиоциты. Полученные клетки сердца смешают с питательными веществами и гидрогелем для создания биочернил, которые можно будет использовать в специализированном 3D-принтере. Основой послужит биоразлагаемый каркас, копирующий форму исходного органа. В биореакторе, куда поместят напечатанное сердце, клетки начнут самосборку. Когда орган станет достаточно крепким, каркас расплавят, повысив температуру среды. После этого сердце будет готово к пересадке. На пути исследователей стоит ряд сложностей — например, создание сети кровеносных сосудов в напечатанных сердцах.

31 января 2018 — Используя технологии 3D-биопринтинга, группа китайских ученых и врачей помогла детям, страдающим микротией — врожденным недоразвитием ушной раковины. Новые уши для пересадки вырастили из собственных клеток пациентов . Нужную форму ушной раковины создавали для каждого ребенка индивидуально с помощью 3D-моделирования. Каждое ухо выращивали около трех месяцев, затем их пересаживали детям. Первая операция прошла 2,5 года назад — у девочки, получившей новое ухо, не зафиксировали никаких нарушений . У других пациентов также нет признаков отторжения органов, у двоих детей врачи выявили незначительные нарушения роста ушных раковин. Исследователи планируют наблюдать за состоянием детей на протяжении следующих пяти лет. К этому времени процесс разложения искусственной основы закончится, и можно будет сделать окончательные выводы о том, насколько успешной оказалась методика.

11 января 2018 — Ученым из Университета Дьюка (США) удалось впервые создать в лаборатории мышечную ткань с помощью стволовых клеток, полученных из клеток кожи человека . Результаты исследования опубликованы в британском научном журнале Nature. «На это ушли годы проб и ошибок, научных догадок и крошечных шагов, но в итоге мы создали функционирующую человеческую мышечную ткань из плюрипотентных стволовых клеток», — сообщили ученые газете The Independent. Технология позволяет использовать для выращивания мышечной ткани практически любую другую. Ученые надеются, что в будущем удастся создавать здоровые мышечные ткани для людей с генетическими болезнями.

07 апреля 2017 — Ученые Института биологических исследований Солка (США) при содействии Пекинского университета открыли химический коктейль, позволяющий выращивать из стволовых клеток как зародышевые, так и внезародышевые ткани. Когда ученые говорят о тотипотентных и плюрипотентных стволовых клетках, они имеют в виду, что эти клетки могут, как эмбрион, развиться в любой тип ткани. Но тотипотентные клетки отличаются от плюрипотентных тем, что способны произвести внезародышевые ткани, например, плаценту. Как только яйцеклетка млекопитающего оплодотворяется и начинает делиться, новые клетки делятся на две группы: те, из которых образуется эмбрион, и те, из которых разовьются вспомогательные ткани, плацента и амниотический мешок. Поскольку это разделение происходит относительно рано, ученые не могут сохранить стабильность выведенных искусственно стволовых клеток до того, как они пройдут точку невозврата. Открытая недавно смесь компонентов (4 химических вещества и фактор роста) дает возможность стволовым клеткам превратиться в любой из двух типов. Поэтому ученые назвали их продленными плюрипотентными стволовыми клетками (EPS).

4teller.com

Ученые собираются выращивать органы для трансплантации в овцах

По данным британской организации NHS Blood and Transplant, 457 человек умерли в 2016 году в Великобритании, не дождавшись органов для пересадки, а те, кто все-таки их получил, не могут с ними жить из-за отторжения организмом. Выращивание человеческих органов у животных может решить проблему несовместимости, пишет Guardian.

Команде ученых из Калифорнийского университета в Дэвисе (США) удалось ввести человеческие стволовые клетки в эмбрионы овец. Они надеются, что клетки человека, введенные в эмбрионы, будут расти и смогут сформировать полностью совпадающий орган для трансплантации. «Даже сегодня идеально подходящие органы, за исключением случаев пересадки от идентичных близнецов, служат недолго, потому что иммунная система постоянно нападает на них», — говорит доктор Пабло Росс из исследовательской команды.

«Информационный апокалипсис неизбежен»

В настоящее время команде разрешено наблюдать за эмбрионами в течение 28 дней. Этого должно быть достаточно, чтобы увидеть развитие органа, когда человеческие клетки будут объединены с генетически модифицированным эмбрионом. Доктор Хиро Накаучи из Стэнфордского университета рассказал, что более длительный эксперимент — до 70 дней, был бы более убедительным, хотя это потребует дополнительного разрешения со стороны государства.

По словам доктора Пабло Росса, использование эмбрионов овец имеет несколько преимуществ. В первую очередь, они легко приживаются, следовательно, для эксперимента требуется меньшее количество эмбрионов. Кроме того, у овец схожие с человеческими сердце и легкие — самые сложные для пересадки органы.

Брюс Уайлоу, профессор биотехнологии в Институте Рослина, где была создана овечка Долли, уверен, что еще предстоит пройти долгий путь, прежде чем человеческие органы смогут быть выращены у других животных. Однако он считает, что новое исследование является «важным шагом, чтобы понять, подходят ли овцы для этой цели».

Графеновый фильтр в один шаг очистил воду из Сиднейской бухты

Свиные органы по размерам и функциям подходят для пересадки человеку, но в ДНК животных «записаны» гены вирусов, которые опасны для людей. Решить проблему удалось группе ученых, которые извлекли вирусы из ДНК свиньи с помощью метода генетического редактирования CRISPR.

hightech.fm

Когда начнут выращивать органы из стволовых клеток

Выращенные лёгкие успешно пересажены свинье, через 5 лет возможны испытания на человеке

Лёгкие свиньи в биореакторе

Выращивание органов начнёт спасать жизни больных в течение пяти лет, после того как учёные впервые успешно трансплантировали биоинженерные лёгкие свинье.

Группа из Медицинского Факультета Университета Техаса (UTMB) показала, что лёгкие, выращенные в лабораторных условиях, легко прижились у свиней, и в течение двух недель в них выросла сеть кровеносных сосудов.

Предыдущие попытки потерпели неудачу, ибо органы не образовывали сложную сеть сосудов, нужных для правильного снабжения кислородом и кровотока.

Но новые эксперименты показали, что через два месяца после имплантации лёгкие всё ещё функционировали, и у свиней было 100% насыщение кислородом, а это означало, что все их эритроциты переносят кислород через организм.

Трансплантация биоинженерных лёгких свинье в реальном времени

Метод поможет решить кризис донорства органов в Великобритании. В списке ожидающих насчитывается около 7000 человек, из которых 350 нуждаются в трансплантации лёгких из-за кистозного фиброза и эмфиземы, но четверть умрёт, так и не получив нужного органа.

«Наша конечная цель – предоставить новые возможности многим людям, ожидающим пересадку», – сказала Джоан Николс, профессор медицины UTMB.

«В будущем мы возьмём стволовые клетки у человека и вырастим орган, который будет их органом, без иммунной супрессии, и он будет функционировать как их собственные лёгкие».

Уакин Кортиэлла, директор Лаборатории Тканевой Инженерии и Регенерации Органов в UTMB сообщил: «Я бы сказал, что через пять-десять лет мы получим пациентов с биоинженерными лёгкими».

Джоан Николс и Уакин Кортиэлла в лаборатории

Чтобы вырастить органы в лаборатории, учёные взяли лёгкие свиньи и лишили их крови и клеток, используя специальную смесь, так что остался лишь каркас.

Затем они создали коктейль из питательных веществ и клеток лёгких свиньи, которая получит трансплантат, и поместили его в резервуар с каркасом органа.

Лёгкие выращивали в течение 30 дней и имплантировали четырём свиньям, которые содержались в живых в течение 10 часов, двух недель, одного месяца и двух месяцев, чтобы увидеть, как развиваются кровеносные сосуды.

Все свиньи, получившие биоинженерные лёгкие, оставались здоровыми.

Уже через две недели после трансплантации биоинженерные лёгкие образовали сеть кровеносных сосудов, нужных для жизни лёгкого. И не было отёка лёгких, способного вызвать респираторную недостаточность.

Биоинженерные лёгкие накануне трансплантации

В настоящее время пожертвованные лёгкие нужно корректировать в соответствии с размером лёгких пациента, а реципиенту нужно принимать иммуносупрессоры для снижения риска отторжения органа. Но если засеять каркас органа его клетками – не будет иммунной реакции.

В ближайшее время каркасы лёгких будут получать из пожертвованных органов, но вполне возможно, что в будущем их будут печатать на биопринтере.

«Мы вырастили гораздо лучшую сосудистую сеть в лёгких, чего раньше не было», – сказал доктор Кортиэлла.

«Мы также перешли от малых животных к крупным с большими лёгкими.»

«Биоинженерные лёгкие могут быть выращены в любое время, поэтому человеку не нужно ждать, пока будет найден хороший орган. Вы можете вырастить их как ребёнку, так и взрослому.»

Следующий шаг – держать свиней живыми как можно дольше, чтобы биоинженерные лёгкие полностью вызрели и прижились, но исследователи говорят, что они начнут испытания у неизлечимо больных в течение следующих пяти-десяти лет.

«Вся работа заняла 15 лет исследований, наша команда сделала невероятное, имея минимальные финансы и удивительно преданную группу людей», – сказала профессор Николс.

m.habr.com

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector