В Японии одобрили первые эксперименты на эмбрионах человека и животных

В Японии одобрили создание гибридных эмбрионов человека и грызунов

Химерная белая мышь, некоторые клетки которой несут функциональный ген agouti, и ее потомки, у которых этот ген есть во всех клетках

Staff at NIMH’s Transgenic Core Facility

Министерство образования, культуры, спорта, науки и технологий Японии одобрило заявку сотрудников Токийского университета на эксперименты с гибридными эмбрионами из клеток человека и мыши, сообщает The Asahi Shimbun. Эмбрионы используют для получения органов, по строению максимально приближенных к человеческим. Изучение таких органов, в свою очередь, поможет наладить выращивание в более крупных животных органов, которые можно пересаживать людям.

Множество экспериментов, цель которых — получить новые знания для лечения людей, проводят на других видах: мышах, крысах, обезьянах и так далее. Хотя по анатомии и физиологии они достаточно близки Homo sapiens, различия неизбежны. Идеальным вариантом было бы исследовать человеческие органы, но не в человеке.

Можно гуманизировать отдельные гены лабораторных животных, то есть вводить им вариант определенного гена, взятый у Homo sapiens, а гомологичный ген самого животного выключать. В теории гуманизации могут поддаваться целые органы. Для этого нужно, чтобы клетки, из которых они развиваются, были взяты у человека, а само животное не могло сформировать этот орган из собственных клеток. Органы формируются еще до рождения, поэтому в данном случае необходимо создать эмбрион, который будет содержать и клетки человека, и клетки другого вида — химеру.

Во многих странах эксперименты с химерными эмбрионами нельзя проводить либо делать это очень трудно. В США с 2015 года действует мораторий на государственное финансирование подобных опытов. В Японии до 1 марта 2019 года действовал запрет на трансплантацию эмбрионов, которые содержат клетки человека, в матку кого бы то ни было для вынашивания, и на продолжение любых экспериментов на химерных эмбрионах через 14 дней и более после их создания.

1 марта вышло постановление, которое изменило эти правила. Теперь описанные эмбрионы не обязательно уничтожать спустя две недели после образования и можно имплантировать их суррогатным матерям-животным, но не людям. Этим воспользовался биолог Хиромицу Накаучи (Hiromitsu Nakauchi), профессор Стэнфордского и Токийского университетов. Он подал заявку на проведение экспериментов с химерными эмбрионами мыши и человека, и 24 июля ее одобрили.

Накаучи собирается вводить в эмбрионы мышей, у которых генетической модификацией убрали способность формировать какой-то конкретный орган (например, поджелудочную железу), индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) человека, подсаживать их в матку мыши и выращивать их там максимум до 14,5 суток после оплодотворения. Затем подобные опыты планируется провести с химерными эмбрионами крыс, но с чуть большим максимальным сроком вынашивания — 15,5 суток. Если все пройдет успешно, команда Накаучи опробует технологию на более крупных животных — свиньях.

Ранее биологи под руководством Хиромицу Накаучи успешно вырастили эмбрионы крыс с поджелудочными железами мышей. Однако попытка создать химерных зародышей овцы с человеческой поджелудочной не удалась: в конце четвертой недели внутриутробного развития овечьи эмбрионы содержали лишь немногочисленные человеческие клетки, нужный орган не образовался. Вероятно, виной тому недостаточно близкое родство овец и человека. Возможно, с подобной проблемой придется столкнуться и в будущих экспериментах с грызунами.

Ожидать появления «мышелюдей» в любом случае не стоит: из-за генетических различий химерный эмбрион не сможет развиться в полноценный организм и умрет задолго до рождения. Кроме того, ученые будут измерять долю человеческих клеток в головном мозге зародышей разных возрастов, и если она превысит 30 процентов, эксперименты прекратят.

В 2017 году другая группа исследователей пыталась создать химерные эмбрионы крыса-свинья и человек-свинья (основная масса клеток в обоих случаях принадлежала свинье). Клетки грызунов не приживались в зародышах свиней, а вот некоторый процент человеческих клеток выживал там. Это дает надежду на то, что когда-нибудь человеческие органы можно будет выращивать в свиньях.

В Японии разрешили создавать гибриды человека и животного

Эмбрион животного планируется использовать для выращивания человеческих органов.

Биологи пересаживают человеческие клетки в эмбрионы животных, чтобы научиться выращивать органы для трансплантации.

Внедрить в эмбрион животного клетки человека, вырастить небывалое существо и пересадить пациенту его органы – таков дерзкий план учёных.

В марте 2019 года подобные исследования были разрешены Министерством образования, культуры, спорта, науки и технологий Японии. Теперь первый в этой стране проект по созданию подобных химер получил предварительное одобрение экспертов министерства. Окончательный «зелёный свет» ожидается не позже чем через месяц.

Напомним, что химерой биологи называют существо, в организме которого присутствуют клетки двух и более видов. Обычно этого добиваются, пересаживая чужеродные клетки в эмбрион. Этот путь считается перспективным для создания органов, пригодных для трансплантации.

В 2017 году команда из Стэнфордского и Токийского университетов во главе с Хиромицу Накаути (Hiromitsu Nakauchi) провела интересный эксперимент. Биологи выключили у крыс ген, необходимый для формирования поджелудочной железы в процессе развития эмбриона. Затем в зародыши грызунов вводили индуцированные плюрипотентные стволовые клетки мышей. Напомним, что это стволовые клетки, полученные «перепрограммированием» обычных (поэтому они называются индуцированными) и способные превратиться в клетку любого органа или ткани (отсюда термин «плюрипотентные», то есть имеющие много возможностей).

Читать еще:  Огромная акула попала на кадры съемки в Австралии

Формирующийся организм крысы использовал «подарок» для того, чтобы сформировать поджелудочную железу, которой он не мог обзавестись самостоятельно.

Крысы с мышиными органами выросли вполне здоровыми. В дальнейшем биологи пересадили эти поджелудочные железы мышам, страдающим от диабета. Органы прижились, и животные излечились.

Если заменить мышей на людей, а крыс – на животных побольше, то так и выглядит предполагаемая схема выращивания органов для пересадки человеку.

В 2018 году в США Накаути и его коллеги попытались применить этот метод, пересадив человеческие клетки в эмбрион овцы. Однако на сей раз учёных ждало разочарование. После 28 дней развития гибридные эмбрионы содержали очень мало человеческих клеток, и стало понятно, что человеческие органы у них не сформируются.

Вероятно, исследование постигла неудача из-за эволюционной пропасти между человеком и овцой. Нас объединяет только принадлежность к млекопитающим, в то время как мыши и крысы относятся к одному семейству.

Но человек не может использовать в качестве обречённых на смерть суррогатных доноров своих соседей по семейству – человекообразных обезьян. Некоторые из этих существ демонстрируют интеллект на уровне четырёхлетнего ребёнка, так что убивать их попросту жестоко.

Значит, биологи должны сосредоточиться на изучении молекулярных механизмов, мешающих формированию человеческих органов в организме овец, свиней и других животных, смерть которых спокойно воспринимается обществом. Именно этим собирается заняться Накаути, теперь уже в родной стране.

Биолог будет пересаживать клетки человека в эмбрионы мышей и крыс, трансплантировать эти зародыши в матки суррогатных животных и наблюдать, как они развиваются. Ранее действующие в Японии правила запрещали пересаживать в матку эмбрионы химер или выращивать их дольше 14 дней.

Планы Накаути – первые, одобренные комитетом экспертов профильного министерства в соответствии с новыми правилами.

Впрочем, исследователь не собирается сразу шокировать общественность. Для начала он будет выращивать мышиные эмбрионы с человеческими клетками в течение 14,5 суток. Затем придёт черёд крысиных эмбрионов и 15,5 суток. Далее учёный планирует подать заявку на выращивание эмбрионов свиньи с клетками человека в течение 70 дней.

Исследователь подчёркивает, что схема эксперимента исключает формирование мозга эмбриона из человеческих клеток. Стволовые клетки человека зародыш, как и в предыдущих опытах, использует только для формирования поджелудочной железы. Это вряд ли добавит животному самосознания и потребует применения к нему особых этических требований.

Япония одобрила первые эксперименты на гибридных эмбрионах человека и животного

Японский ученый, изучающий стволовые клетки, первым добился государственного одобрения на проведение эксперимента по созданию эмбрионов животных, включающих человеческие клетки, и последующей трансплантации их суррогатным животным. Это произошло впервые после того, как ранее в этом году был отменен запрет на данную практику.

Хиромитсу Накаучи (Hiromitsu Nakauchi), который возглавляет команды в Университете Токио (University of Tokyo) и Стэнфордском университете (Stanford University) в Калифорнии, планирует выращивать человеческие клетки у эмбрионов мышей и крыс, чтобы впоследствии пересаживать эти эмбрионы суррогатным животным. Главная цель Накаучи — выращивать животных, имеющих органы из клеток человека, которые, в конце концов, будет возможно пересаживать людям.

Еще вплоть до марта этого года в Японии было запрещено выращивать эмбрионы животных, имеющих человеческие клетки дольше 14 дней или пересаживать такие эмбрионы в суррогатную матку. В июле этого года Министерство образования и науки Японии (Japan’s education and science ministry) выпустило новые руководящие принципы, которые позволяют создавать эмбрионы человека и животных, которые можно пересаживать суррогатным животным и доводить до срока.

Гибридные эмбрионы уже создавались в Соединенных Штатах, но их никогда не выращивали до сроков полноценного плода. Хотя в стране разрешено проведение такого рода исследований, с 2015 года в Национальных институтах здравоохранения (National Institutes of Health) действует мораторий на финансирование такой работы.

Эксперименты Накаучи это первые, одобренные комитетом экспертов министерства науки Японии в соответствии с новыми правилами. Окончательное одобрение министерства ожидается в следующем месяце.

Накаучи говорит, что планирует действовать постепенно и не планирует пытаться вывести какие-либо гибридные эмбрионы в течение ближайшего времени. На начальном этапе в его планах выращивать гибридные эмбрионы мышей до срока 14,5 дней, при котором у животного органы уже в целом сформированы, и это почти соответствует полному сроку. Он планирует проводить такие же эксперименты и на крысах, выращивая гибриды до срока, около 15,5 дней. Только после этого Накаучи будет подавать на утверждение заявку правительству для проведения экспериментов по выращиванию гибридных эмбрионов свиней сроком до 70 дней.

«Полезнее действовать осторожно, осторожно, что позволит вести диалог с общественностью, которая испытывает тревогу и обеспокоенность», — говорит исследователь науки и политики Тецуя Исии (Tetsuya Ishii) из университета Хоккайдо (Hokkaido University) в Саппоро, Япония.

Некоторые биоэтики обеспокоены вероятностью того, что клетки человека могут развиваться вне целевого органа, перемещаться в мозг развивающегося животного и потенциально влиять на его познание.

Накаучи говорит, что эти проблемы были приняты во внимание при разработке эксперимента. «Мы пытаемся целенаправленно генерировать органы, поэтому клетки попадают только в поджелудочную железу», — говорит он.

Стратегия, которую он и другие ученые изучают, заключается в формирование эмбриона животного, не обладающего геном, необходимым для производства определенного органа, такого как, например, поджелудочная железа, и затем инъекции в эмбрион животного индуцированных человеком плюрипотентных стволовых клеток (induced pluripotent stem, iPS). Клетки iPS — это такие клетки, которые перепрограммированы в эмбрионоподобное состояние и могут давать начало почти всем типам клеток. Когда животное развивается, оно использует человеческие iPS-клетки для создания органа, который оно не может создать своими собственными клетками.

В 2017 году Накаучи и его коллеги сообщили о введении мышиных iPS-клеток в эмбрион крысы, которая не могла продуцировать поджелудочную железу. Крыса образовала поджелудочную железу, состоящую исключительно из клеток мыши. Накаучи и его команда перенесли эту поджелудочную железу обратно мыши, которая было необходимо вылечить диабет. Произведенный крысами орган был способен контролировать уровень сахара в крови, эффективно исцеляя мышь от диабета первого типа.

Читать еще:  Питон съел варана но жертве удалось выбраться наружу

Но заставить человеческие клетки расти в эмбрионе другого вида не легко. В 2018 году Накаучи и его коллеги объявили на встрече Американской ассоциации содействия развитию науки в Остине, штат Техас, что им удалось поместить человеческие клетки iPS в эмбрионы овец, которые входе эксперимента предварительно были лишены возможности производить поджелудочную железу. Но гибридные эмбрионы, выращенные в течение 28 дней, содержали очень мало человеческих клеток и ничем не напоминали нужные органы. Вероятно, это из-за генетических различий между людьми и овцами, говорит Накаучи.

«Нет смысла выращивать гибридные эмбрионы человека и животного, используя эволюционно далекие виды, такие как свиньи и овцы, потому что клетки человека будут элиминированы из эмбрионов хозяина на ранней стадии», — говорит Джун Ву (Jun Wu), который исследует химеры «человек-животное» в университете Техасского юго-западного медицинского центра в Далласе (University of Texas Southwestern Medical Center). «Для продвижения вперед будут необходимы понимание молекулярной основы и разработка стратегий для преодоления этого барьера», — говорит Ву.

Накаучи говорит, что одобрение в Японии позволит ему всерьез взяться за эту проблему. Он будет экспериментировать с iPS-клетками на нескольких разных стадиях и пробовать некоторые генетически модифицированные iPS-клетки, чтобы попытаться определить, что ограничивает рост человеческих клеток в эмбрионах животных.

В Японии одобрены эксперименты с химерными эмбрионами

Опыты по созданию гибридных эмбрионов человека и животных ведутся во всем мире давно. Конечным результатом должны стать животные с «человескими органами», которые можно будет пересаживать людям.

В 2017 году впервые были выращены «химеры», состоящие из клеток человека (меньше 0,001%) и свиньи. Их на месяц подсаживали самке свиньи, следя за развитием, но процесс оказался очень неэффективным: из 2 075 подсаженных эмбрионов в течение 28 дней развивались лишь 186 штук.

На основе этих опытов в 2018 году ученые из Стэнфорда создали гибрид человека и овцы. В этом случае доля человеческих клеток составила 0,01%, а для того чтобы реально вырастить орган, пригодный к трансплантации, понадобится увеличить объем как минимум до 1%.

Исследования продолжаются, и недавно к ним присоединилась Япония, где с 2015 года действовал мораторий на разработки в данном направлении: здесь были разрешены опыты на животных, но без применения человеческого материала. Ученый Токийского университета Хиромицу Накаути (Hiromitsu Nakauchi) первым в стране получил государственную поддержку серии подобных экспериментов. Он планирует выращивать человеческие клетки в эмбрионах мышей и крыс, а затем пересаживать эти зародыши суррогатным животным.

Одобренный в Японии план заключается в создании эмбрионов животных, у которых отключен ген, отвечающий за формирование собственного органа. Для вырезания участка ДНК исследователи применят технологию генетического редактирования CRISPR/Cas9. Затем в эмбрион инъецируют стволовые клетки человека с полным набором генов. Тогда за неимением альтернативы тело эмбриона будет производить недостающий орган, подходящий для человека.

Накаучи опирается на свой прошлый успех: два года назад он ввел мышиные клетки в эмбрион крысы, которая не могла продуцировать поджелудочную железу, и в результате крысиный эмбрион образовал поджелудочную железу, состоящую исключительно из клеток мыши (кроме этого факта рожденные в результате опыта крысята ничем не отличались от обычных). Накаучи перенес эту поджелудочную железу обратно в мышь, больную диабетом, и новый орган успешно контролировал уровень ее сахара.

Если бы таким же путем у животных удалось создать органы, пригодные для человека – многие болезни были бы побеждены. Но пока исследователь планирует действовать медленно и не будет пытаться сразу вырастить гибридных животных. После экспериментов с человеческими стволовыми клетками в грызунах он подаст заявку на опыты со свиньями.

Японцы получили разрешение скрестить эмбрион человека и животного

Ученые давно проводят эксперименты по выведению различных гибридных видов животных. Как правило, это относится к лабораторным животным, опыты над которыми необходимы для получения видов с новыми свойствами, для испытания различных препаратов и так далее. При этом гибридизация происходит, как правило, в пределах одного вида. То есть крысы одного вида скрещиваются с крысами другого вида. Куда реже скрещивают разные виды (самый известный пример — мул, гибрид осла и лошади). И совсем редко экспериментируют с эмбрионами животных и человека. Однако совсем скоро это будут делать японские ученые. Они даже получили на это соответствующее разрешение.

Кто будет выводить гибридов животных и человека

Для начала стоит отметить, что до марта 2019 года имелся частичный запрет на подобного рода эксперименты, однако, как вы понимаете, он был снят. Первым исследователем, которому удалось получить разрешение на выведение гибридов, стал японец Хиромицу Накаути. Он планирует выращивать человеческие клетки в эмбрионах мышей и крыс, а затем трансплантировать эти эмбрионы в суррогатных животных для дальнейшего наблюдения.

Стоит заметить, что попытки создания такого рода эмбрионов предпринимались и ранее, но запрет касался, если так можно выразиться, «сроков жизни эмбрионов». Ученым было позволено создавать гибридные виды, но не доводить их до момента рождения.

Зачем создавать гибриды человека и животных?

Господин Накагути говорит, что планирует действовать медленно и не будет пытаться сразу добиваться рождения гибридных животных. Первоначально он планирует выращивать гибридные эмбрионы мышей до срока в 14,5 дней, когда органы животного уже сформируются. Такие же эксперименты будут проводиться и на крысах, но их гибриды будут расти чуть дольше — 15,5 дней. Позже Накаути планирует подать заявку на получение разрешения на выращивание гибридных эмбрионов у свиней сроком до 70 дней.

Читать еще:  Мальчик перенёс пса через дорогу

Нужно действовать поэтапно и осторожно, что позволит вести диалог со скептически настроенной общественностью, которая испытывает тревогу и беспокойство,- говорит Тецуя Исии, коллега Накагути научный сотрудник Университета Хоккайдо в Саппоро (Япония). Некоторые эксперты в области биоэтики обеспокоены возможностью того, что человеческие клетки могут выйти за пределы развития целевого органа, переместиться в мозг развивающегося животного и потенциально повлиять на его центральную нервную систему. Но эти проблемы были приняты во внимание при разработке эксперимента.

Так зачем же все это нужно? На самом деле звучит причина довольно логично: конечной целью Накаучи является производство животных с органами из человеческих клеток, которые, в конечном счете, можно пересадить людям. Таким образом, в перспективе можно будет выращивать ткани, органы, а возможно и целые системы органов для того, чтобы путем трансплантации спасти множество человеческих жизней.

Чтобы всегда оставаться в курсе событий, советуем вам подписаться на наш новостной канал в Телеграм.

Япония одобрила первые эксперименты на эмбрионах человека и животных

Японский ученый, изучающий стволовые клетки, первым получил государственную поддержку для создания эмбрионов животных, содержащих клетки человека, и трансплантации их суррогатным животным, поскольку запрет на эту практику был отменен ранее в этом году.

Хиромитсу Накаучи, который возглавляет команды в Университете Токио и Стэнфордском университете в Калифорнии, планирует выращивать клетки человека на эмбрионах мыши и крысы, а затем пересаживать эти эмбрионы суррогатным животным. Конечная цель Накаучи — производить животных с органами, состоящими из человеческих клеток, которые, в конце концов, могут быть пересажены людям.

До марта Япония явно запрещала рост эмбрионов животных, содержащих клетки человека, в течение 14 дней или пересадку таких эмбрионов в суррогатную матку. В этом месяце министерство образования и науки Японии выпустило новые руководящие принципы, позволяющие создавать эмбрионы человека и животных, которые можно пересадить суррогатным животным и довести до срока.

Гибридные эмбрионы человека и животного были сделаны в таких странах, как Соединенные Штаты, но никогда не использовались . Хотя в стране разрешено проведение такого рода исследований, с 2015 года в Национальных институтах здравоохранения действует мораторий на финансирование такой работы.

Эксперименты Накаучи — первые, одобренные в соответствии с новыми правилами Японии комитетом экспертов министерства науки. Окончательное одобрение министерства ожидается в следующем месяце.

Накаучи говорит, что планирует действовать медленно и не будет пытаться вывести какие-либо гибридные эмбрионы в течение некоторого времени. Первоначально он планирует выращивать гибридные эмбрионы мыши до 14,5 дней, когда органы животного в основном сформированы, и это почти до срока. Он будет делать те же эксперименты на крысах, выращивая гибриды до ближайшего срока, около 15,5 дней. Позже Накаучи планирует подать заявку на утверждение правительства для выращивания гибридных эмбрионов у свиней на срок до 70 дней.

«Полезно действовать осторожно, осторожно, что позволит вести диалог с общественностью, которая испытывает беспокойство и обеспокоенность», — говорит исследователь науки и политики Тецуя Исии из университета Хоккайдо в Саппоро, Япония.

Этические проблемы

Некоторые биоэтики обеспокоены тем, что клетки человека могут выходить за пределы развития целевого органа, перемещаться в мозг развивающегося животного и потенциально влиять на его познание.

Накаучи говорит, что эти проблемы были приняты во внимание при разработке эксперимента. «Мы пытаемся целенаправленно генерировать органы, поэтому клетки попадают только в поджелудочную железу», — говорит он.

Стратегия, которую он и другие ученые изучают, заключается в создании эмбриона животного, у которого нет гена, необходимого для производства определенного органа, такого как поджелудочная железа, и затем инъекции в эмбрион животного индуцированных человеком плюрипотентных стволовых (iPS) клеток. Клетки iPS — это те, которые были перепрограммированы в эмбрионоподобное состояние и могут давать начало почти всем типам клеток. Когда животное развивается, оно использует человеческие iPS-клетки для создания органа, который он не может создать своими собственными клетками.

В 2017 году Накаучи и его коллеги сообщили о введении мышиных iPS-клеток в эмбрион крысы, которая не могла продуцировать поджелудочную железу. Крыса образовала поджелудочную железу, состоящую исключительно из клеток мыши. Накаучи и его команда перенесли эту поджелудочную железу обратно мыши, которая была спроектирована для лечения диабета. Орган, созданный крысами, мог контролировать уровень сахара в крови, эффективно излечивая мышь от диабета 1 .

Но заставить человеческие клетки расти в другом виде не легко. Накаучи и его коллеги объявили на встрече Американской ассоциации содействия развитию науки в Остине, штат Техас, в 2018 году, что они поместили клетки iPS человека в эмбрионы овец, которые были сконструированы так, чтобы не производить поджелудочную железу. Но гибридные эмбрионы, выращенные в течение 28 дней, содержали очень мало человеческих клеток и ничего не напоминали органы. Вероятно, это из-за генетической дистанции между людьми и овцами, говорит Накаучи.

«Нет смысла приводить гибридные эмбрионы человека и животного к терминологии, используя эволюционно далекие виды, такие как свиньи и овцы, потому что клетки человека будут элиминированы из эмбрионов хозяина на ранней стадии», — говорит Джун Ву, который исследует химеры «человек-животное» в университете. Техасского юго-западного медицинского центра в Далласе. «Понимание молекулярной основы и разработка стратегий для преодоления этого барьера будут необходимы для продвижения вперед», — говорит Ву.

Накаучи говорит, что одобрение в Японии позволит ему атаковать эту проблему. Он будет экспериментировать с iPS-клетками на несколько разных стадиях и пробовать некоторые генетически модифицированные iPS-клетки, чтобы попытаться определить, что ограничивает рост человеческих клеток в эмбрионах животных.

Источники:

http://nplus1.ru/news/2019/07/29/hiromitsu-nakauchi
http://nauka.vesti.ru/article/1221685
http://zen.yandex.ru/media/id/5c0540abb377c3059ebdd24d/5d3f0824f0d4f400ac837c23
http://nat-geo.ru/science/v-yaponii-odobreny-eksperimenty-s-himernymi-embrionami/
http://hi-news.ru/science/yaponcy-poluchili-razreshenie-skrestit-embrion-cheloveka-i-zhivotnogo.html
http://m.aftershock.news/?q=node/775197

Ссылка на основную публикацию
Статьи на тему:

Adblock
detector