Ученые создали живорожденную химерную обезьяну, используя эмбриональные стволовые клетки
Фили — первая в истории химерная обезьяна, содержащая большое количество клеток, полученных из эмбриональных стволовых клеток, родилась живой. Клетки младенца происходят из двух разных эмбрионов, то есть они генетически различны, что делает молодого примата «химерой». Исследование опубликовано в Cell.
«Это была долгожданная цель в этой области», — сказал старший автор Чжэнь Лю.
Химера — животное, тело которого состоит из генетически отличных друг от друга клеток, содержащих два разных набора ДНК. Химеризм внутри вида может возникать в природе, в том числе и у человека, хотя это случается очень редко. В лаборатории химеры ранее были получены на грызунах, но у приматов их реализовать труднее.
«Золотым стандартом наивной плюрипотентности является создание живых химерных животных с высоким содержанием гомологичных плюрипотентных стволовых клеток. Этот подход хорошо зарекомендовал себя на мышах и крысах», — объяснил Лю.
«Этот прорыв в исследованиях обезьян, группы животных, более тесно связанных с нашим видом, помогает нам лучше понять плюрипотентность – способность клетки дифференцироваться во все типы клеток, необходимые для создания живого животного – у приматов. То есть человеческие плюрипотентные стволовые клетки, культивированные в тех же условиях, обладают полным потенциалом развития», — сказал Лю.
Чтобы создать свою историческую химеру, Лю и соавторы использовали яванских обезьян, также известных как крабоеды или длиннохвостые макаки, стойкий вид в биомедицинских исследованиях. Сначала они создали девять линий стволовых клеток из 7-дневных эмбрионов яванского макака, а затем протестировали их, чтобы убедиться, что они сохранили плюрипотентность.
Стволовые клетки также были помечены зеленым флуоресцентным белком, который светится под ультрафиолетовым светом и поэтому часто используется в такого рода работах в качестве маркера экспрессии генов. В данном случае это позволило исследователям идентифицировать ткани обезьяны, выросшие из меченых стволовых клеток.
Некоторые из стволовых клеток затем были инъецированы в 4-5-дневные эмбрионы яванских макак и имплантированы самкам обезьян.
Из 12 беременностей и шести живорождений, которые произошли в результате, только одну обезьяну, родившуюся живой, и одну, у которой произошел выкидыш, можно было считать химерами, клетки которых возникли из флуоресцентных стволовых клеток, меченных зеленым цветом, по всему телу.
Ткани, в которые были включены эти донорские клетки, включали мозг, сердце, почки, печень, желудочно-кишечный тракт, гонады и плаценту. В случае с живой химерной обезьяной стволовые клетки составляли от 21 до 92 процентов различных типов тканей, что составляет в среднем 67 процентов для 26 протестированных тканей.
«В этом исследовании мы предоставили убедительные доказательства того, что наивные плюрипотентные стволовые клетки обезьян обладают способностью дифференцироваться in vivo во все различные ткани, составляющие тело обезьяны», — заявил в своем заявлении соавтор Мигель Эстебан.
«Это исследование не только имеет значение для понимания наивной плюрипотентности у других приматов, включая человека, но также имеет важное практическое значение для генной инженерии и сохранения видов», — добавил Лю.
Например, плюрипотентные стволовые клетки обезьян можно культивировать в лаборатории и редактировать гены, что может позволить исследователям создавать генетически модифицированных обезьян с передачей по зародышевой линии – передачей генетического материала будущим поколениям.
На данный момент команда стремится повысить эффективность своего метода создания химерных обезьян и хочет изучить механизмы, лежащие в основе выживания введенных стволовых клеток обезьяны в их хозяине, чтобы помочь им в этом.