Первая настоящая химерная обезьяна родилась «светящейся» с двумя наборами ДНК

Ученые в Китае объявили о рождении примата, не похожего ни на кого другого, с глазами, которые сияли зеленым, а кончики пальцев светились желтым – и это были лишь наблюдаемые особенности.

Под кожей и глубоко внутри своих генов это существо, очевидно, было еще более замечательным.

Рожденный в лаборатории самец обезьяны стал продуктом беспрецедентного эксперимента, в котором использовались плюрипотентные стволовые клетки двух генетически различных оплодотворенных яйцеклеток одного и того же вида обезьян для создания одной живой длиннохвостой макаки (Macaca fascularis).

По мнению исследователей из Китая и Великобритании, это не первая в мире живая обезьяна, искусственно созданная в результате слияния нескольких оплодотворенных яйцеклеток, но она была самой смешанной – или химерной – из всех.

В науке животное «химера» — это единый организм, состоящий из клеток, происходящих от более чем двух родителей.

В теле этого конкретного животного клетки и ткани, созданные из двух отдельных линий стволовых клеток, одной из донорского эмбриона, а другой из эмбриона-хозяина, были обнаружены в мозге, сердце, почках, печени, желудочно-кишечном тракте и семенниках.

Из 26 различных типов тканей, которые ученые измерили у живой обезьяны, вклад дополнительных донорских стволовых клеток варьировался от 21 до 92 процентов. Самый высокий процент наблюдался в тканях мозга.

Предыдущие исследования уже приводили к появлению живорожденных и умерщвленных химерных плодов обезьян, причем потомство содержало низкий вклад донорских клеток в различные ткани — от 0,1 до 4,5 процентов.

Новейшая химерная обезьяна свела эти характеристики с ума. Он просуществовал всего десять дней, а это означает, что сохранение здоровья химерных обезьян все еще остается проблемой, которую предстоит решить.

«Это долгожданная цель в этой области», — говорит инженер-репродуктолог и старший автор исследования Чжэнь Лю из Китайской академии наук (CAS).

«В частности, эта работа может помочь нам создать более точные модели обезьян для изучения неврологических заболеваний, а также для других биомедицинских исследований».

На пресс-конференции ведущий автор статьи, генетик Цзин Цао из CAS, заявил, что это фундаментальное научное достижение, поскольку оно впервые доказывает, что возможны богатые химеры приматов, не относящиеся к человеку.

Область исследований химерных животных не лишена спектра этических проблем, хотя ее сторонники утверждают, что преимущества точных моделей при тестировании заболеваний и методов лечения оправдывают их усилия.

Поскольку донорские стволовые клетки могут быть генетически отредактированы, биомедицинские исследователи потенциально могут в будущем проверить некоторые исходы заболеваний на моделях обезьян. Хотя это зависит от цели исследования, чем выше вклад донорских стволовых клеток в любую ткань-мишень, тем точнее может быть модель заболевания.

По словам иммунолога Мигеля Эстебана из CAS и Пекинского института геномики, в яйцеклетках и сперматозоидах процент химеризма, составляющий всего 10 процентов, может быть полезной моделью, поскольку эти зародышевые линии теоретически могут передаваться потомству.

В 2012 году было сообщено о первых живых химерных обезьянах, но донорские клетки этих существ внесли в их ткани очень низкий процент (всего около 4 процентов).

Более того, эти химерные ткани были «ограничены органами, богатыми кровью», такими как печень, селезенка и плацента, что позволяет предположить, что «возможно, речь идет о смеси крови, а не о настоящем химеризме в твердых тканях».

Светящиеся твердые ткани этой новой химерной обезьяны приводят ученых в восторг.

Когда команда из Китая ввела донорский набор плюрипотентных стволовых клеток (которые могут дифференцироваться во все типы клеток) недельным эмбрионам бластоцисты обезьян, они обязательно пометили донорские клетки зеленым флуоресцентным белком.

Таким образом, любая ткань или клетка, светящаяся зеленым светом у потомства, может быть четко связана с линией донорских стволовых клеток.

Когда эти тщательно сконструированные эмбрионы были имплантированы самкам макак, произошло только шесть живорождений, и только у одной из этих живых обезьян, самца, во многих областях тела была обнаружена ткань, полученная из стволовых клеток.

Один из абортированных плодов также продемонстрировал некоторый уровень химеризма, хотя и в более низком проценте, чем у живой химерной обезьяны, однако этот плод не дожил до рождения.

Цзин Цао и его коллеги признают , что общая эффективность этого процесса «остается низкой» (примерно вдвое менее успешной, чем создание эмбриона без химеризма в результате экстракорпорального оплодотворения), но это многообещающий шаг в правильном направлении.

Низкая эффективность может быть связана с тем, как стволовые клетки или эмбрионы культивируются в лаборатории. Например, когда донорские стволовые клетки вводятся в эмбрион-хозяин, многие клетки подвергаются запрограммированной гибели, поэтому повышение выживаемости как эмбриона, так и плода является постоянной задачей, которую команда надеется решить в будущем.

Исследование, по словам Чжень Лю, может помочь ученым лучше понять ранние стадии дифференцировки стволовых клеток у приматов, которые изучены не так хорошо, как у мышей.

«[Мы] предоставили убедительные доказательства того, что плюрипотентные стволовые клетки обезьян обладают способностью дифференцироваться in vivo во все различные ткани, составляющие тело обезьяны», — говорит Мигель Эстебан.

«Это исследование углубляет наше понимание потенциала развития плюрипотентных стволовых клеток у приматов».

Исследование было опубликовано в Cell.