Nekoliko je godina prošlo od odlične serije „Heroes" u kojoj su ljudi mutanti spašavali svijet (nekoliko puta) od apokalipse. Iako smo daleko od letenja, regeneracije tijela i teleportacije, znanstvenici su uspjeli stvoriti prvog mutanta čovjeka i svinje. Sve o ovom čudnom otkriću, pročitajte u nastavku.
Znanstvenici s Instituta Salk uspjeli su prvi uzgojiti embrij koji sadrži ljudske i svinjske stanice, što se pokazalo većim izazovom nego što se očekivalo, kako izvještavaju u radu izdanom u časopisu Cell. Ljudsko-životinjske kimere mogu dati uvid u rani ljudski razvoj, kao i začetke bolesti te liječenje istih. Mogle bi također jednog dana biti izvor ljudskih stanica, tkiva i organa koji bi se koristili u regenerativnoj medicini. Za sada, međutim, oni pomažu znanstvenicima shvatiti kako ljudske matične stanice rastu i specijaliziraju se.
„Krajnji cilj je uzgajati funkcionalna i transplantabilna tkiva ili organe, ali smo daleko od toga", navodi glavni autor Juan Carlos Izpisua Belmonte, profesor s Instituta Salk iz Laboratorija za biološke studije ekspresije gena. „Ovo je važan prvi korak". Usprkos desetljećima rada, znanstvenici se još uvijek bore s metodama na koje mogu „nagovoriti" matične stanice da rastu u Petrijevim zdjelicama i da postanu potpuno funkcionalne specijalizirane odrasle stanice, a kamoli trodimenzionalna tkiva ili organi. „To je kao kad biste pokušali duplicirati ključ. Duplikat izgleda gotovo identično, ali kad dođete kući, ne otvara vrata. Nešto jednostavno ne radimo dobro", dodaje Izpisua Belmonte. „Mislili smo da će rast ljudskih stanica u životinjama imati bolje rezultate. Još uvijek imamo mnogo za naučiti o ranom razvoju stanica".
Izpisua Belmonte i znanstvenik Instituta Salk, Lip Wu, stvorili su kimeru štakora i miša uvođenjem stanica štakora u embrij miša i dopuštajući im da se razviju. Drugi istraživači već su stvorili kimeru štakora i miša 2010. godine. Kimera je bila miš koji je u sebi nosio tkivo gušterače iz štakora. Izpisua Belmonte i Wu osmislili su eksperiment u kojem bi stanice štakora rasle u točno određenim razvojnim nišama u mišu. Kako bi to uspjeli, koristili su metodu uređivanja genoma CRISPR kako bi izrezali kritične gene u oplođenoj jajnoj stanici miša. Na primjer, tom bi metodom iz jedne stanice uklonili samo jedan gen potreban za razvoj nekog organa, poput srca, gušterače ili oka. Zatim bi u embrij dodali matičnu stanicu štakora i čekali hoće li upotpuniti prazninu. „Stanice štakora u sebi nose funkcionalnu kopiju gena koji nedostaju tako da mogu nadomjestiti izrezani gen", dodaje Wu. Kako je organizam rastao, stanice štakora su nadopunjavale mjesta gdje mišje stanice nisu mogle, formirajući tako funkcionalna tkiva i organe poput srca, oka ili gušterače.
Fascinantno je da su znanstvenici dodavanjem štakorskih stanica uspjeli uzgojiti čak i mokraćni mjehur kod miševa, iako su štakori mokraćni mjehur izgubili prije više od 18 milijuna godina, koliko je prošlo od evolucijskog odvajanje miševa i štakora. „Otkriće sugerira da štakori nemaju mokraćni mjehur ne zato što ne mogu, nego jer su ga tijekom evolucije 'negdje zametnuli' ", dodaje Wu.
Sljedeći korak znanstvenog tima bio je uvođenje ljudskih stanica u drugi organizam. Odlučili su da će koristiti embrije krava i svinja kao domaćine zbog veličine životinjskih organa koji više nalikuju ljudskim od organa miša. Tim se susreo s brojnim logističkim problemima, no najveći je bio onaj kad su morali izabrati koji će tip ljudskih matičnih stanica preživjeti u embriju krave ili svinje. Eksperimenti na kravama su se pokazali problematičnijima i skupljima pa su odlučili testirati samo embrije svinja. Kako bi proveli eksperiment, na njemu je sudjelovalo više od 40 osoba, od uzgajivača svinja do istraživača, u trajanju od 4 godine i koristilo se preko 1500 svinjskih zametaka.
Ne samo da su svinje i ljudi oko 5 puta evolucijski udaljeniji od miševa i štakora, nego i svinje imaju gestacijski period 3 puta kraći od ljudi, tako da su znanstvenici trebali ljudske stanice uvesti u točno određenom razdoblju. Istraživači su testirali nekoliko tipova ljudskih matičnih stanica kako bi vidjeli koje će najbolje preživjeti u embriju svinje. Stanice koje su najduže preživjele i koje su pokazale potencijal za daljnji razvoj su bile ljudske pluripotentne zametne stanice. Ljudske su stanice preživjele i formirale embrio kimere čovjeka i svinje. Embriji su implantirani u krmače i dozvoljeno im je da se razviju do 3., 4. tjedna starosti. To je razdoblje sasvim dovoljno da znanstvenici shvate kako se ljudske i svinjske stanice miješaju bez da se podignu etička pitanja oko života odrasle kimere.
Izpisua Belmonte navodi kako unatoč dobrom zdravlju ljudskih matičnih stanica, njihov udio u nastalom embriju nije bio visok, dapače bio je vrlo nizak. Navodi kako su to zapravo vrlo dobre vijesti, jer ne žele da kimera ima previše ljudskih osobina. Tako na primjer, ne žele da ljudske stanice imaju utjecaj na razvoj mozga kimere. Tijekom ovog istraživanja ljudske stanice nisu postale preteče za stanice mozga, već su postale prethodnice mišićnih stanica i neke druge organa. „Za sada smo samo htjeli saznati mogu li ljudske stanice stvoriti kimere. Dobili smo pozitivan odgovor i sad možemo krenuti u istraživanje usmjeravanja tih stanica u točno određene organe u svinji", zaključuje Wu.
Izvor: Sciencedaily.com
_____
Jun Wu, Aida Platero-Luengo, Masahiro Sakurai, Atsushi Sugawara, Maria Antonia Gil, Takayoshi Yamauchi, Keiichiro Suzuki, Yanina Soledad Bogliotti, Cristina Cuello, Mariana Morales Valencia, Daiji Okumura, Jingping Luo, Marcela Vilariño, Inmaculada Parrilla, Delia Alba Soto, Cristina A. Martinez, Tomoaki Hishida, Sonia Sánchez-Bautista, M. Llanos Martinez-Martinez, Huili Wang, Alicia Nohalez, Emi Aizawa, Paloma Martinez-Redondo, Alejandro Ocampo, Pradeep Reddy, Jordi Roca, Elizabeth A. Maga, Concepcion Rodriguez Esteban, W. Travis Berggren, Estrella Nuñez Delicado, Jeronimo Lajara, Isabel Guillen, Pedro Guillen, Josep M. Campistol, Emilio A. Martinez, Pablo Juan Ross, Juan Carlos Izpisua Belmonte.
Interspecies Chimerism with Mammalian Pluripotent Stem
DOI: 10.1016/j.cell.2016.12.036
______
| 
