Kantasolujen alalla työskentelevästä espanjalaisesta Juan Balmonten johdolla toiminut kansainvälinen tutkijaryhmä onnistui luomaan ihmis- ja sikekimeerien alkioita, joista voi tulevaisuudessa tulla luovuttajaelinten lähde. Toinen tutkijaryhmä käytti viruksia hoitamaan synnynnäistä kuuroutta hiirissä. "Lenta.ru" puhuu lääketieteeseen liittyvän geenitekniikan menestyksestä.
Geneettisesti muunnettujen organismien luominen ei ole ainoa tapa, jolla geenitekniikka voi miellyttää ihmiskuntaa. Bioteknologia mahdollistaa geenien vaihdon paitsi maatalouskasvien ja eläinten parantamiseksi, myös aiemmin parantumattomien sairauksien hoitamiseksi. Ironista kyllä, tutkijat käyttävät tätä varten ihmisen virusten ikuisia vihollisia. Jälkimmäisiä käytetään vektorien luomiseen, jotka toimittavat DNA: ta haluttuihin soluihin. Toinen suunta, joka voi pelätä ihmisiä, jotka eivät ole liian tietoisia tieteestä, on kimeerialkioiden luominen, jotka yhdistävät ihmisten ja muiden organismien solut. Se, mikä aluksi näyttää pahasta, osoittautuu kuitenkin käteväksi keinoksi luoda elimiä.
Munuaiset tai keuhkot, jotka on saatu kasvattamalla kimeerisiä alkioita, ovat sopivia siirrossa sitä tarvitseville ihmisille. Niiden, jotka pelkäävät mutantin nousua, tulisi ajatella, että tämän tekniikan todelliset hyödyt ovat suuremmat kuin pessimististen tieteiskirjailijoiden epämääräiset pelot.
Vasemmalta oikealle: normaali hiiri, hiiri rottahäkeillä, rotta hiiren häkeillä, normaali rotta
Kuva: Nakauchi et ai. / Tokion yliopisto
Pelkojen poistamiseksi sinun on ymmärrettävä, mitä ja miten kimimerejä luovat tutkijat tekevät. Tärkein materiaali, jonka kanssa tutkijat työskentelevät, ovat kantasolut, joilla on pluripotenssi - kyky muuntua kehon muiksi soluiksi (hermo, rasva, lihakset ja niin edelleen), lukuun ottamatta istukkaa ja munankeltuaista. Ne viedään muiden organismien alkioihin, minkä jälkeen alkio kehittyy edelleen.
Mainosvideo:
Pigmen
Näin kansainvälinen tutkijaryhmä Yhdysvalloista, Espanjasta ja Japanista onnistui luomaan sian-miehen, rotta-hiiren ja lehmän miehen kimeerit. He kertoivat tästä artikkelissa, joka julkaistiin Cell-lehdessä ja josta tuli ensimmäinen asiakirja, joka tukee sukulaisten lajien onnistunutta”kimerointia”.
Suurin ongelma on, että ei riitä, että johdetaan pluripotentteja soluja alkioon ja odotetaan, että jotain hyvää ilmestyy. Sen sijaan se voi päätyä organismiin, jolla on katastrofaalinen kehitysvammaisuus, mukaan lukien teratoomien muodostuminen. Vastaanottavien alkioiden geenit on sammutettava, jotta ne eivät voi muodostaa spesifisiä kudoksia. Tässä tapauksessa implantoidut kantasolut hoitavat puuttuvan elimen kasvattamisen.
Ensinnäkin tutkijat injektoivat rottien kantasoluja hiiren alkioihin blastosystevaiheessa, kun sikiö on useiden kymmenien solujen pallo. Tätä menetelmää kutsutaan alkion täydentämiseksi. Kokeen tavoitteena oli selvittää mitkä tekijät johtavat roolia lajien välisessä kimeerismissä. Alkiat siirrettiin naarashiirien vartaloon, minkä jälkeen ne kehittyivät eläviksi kimeereiksi, joista yksi säilyi kahden vuoden ikään asti.
Alkioiden geenit sammutettiin käyttämällä CRISPR / Cas9-tekniikkaa, joka tekee taukoja tietyillä DNA-alueilla. Esimerkiksi tutkijat estivät lähestymistapaaan testatessaan geenin aktiivisuuden, jolla on tärkeä tehtävä haiman muodostuksessa. Syntyneet hiiret kuolivat seurauksena, mutta puuttuva elin kehittyi, kun pluripotenttiset rotan solut vietiin alkioihin. Tutkijat sammuttivat myös Nkx2.5-geenin, ilman mitä alkioilla oli vakavia sydänvaurioita ja ne osoittautuivat alikehittyneiksi. Kimerointi auttoi alkioita saavuttamaan normaalin kasvun, mutta eläviä kimeerejä ei kuitenkaan saatu.
Kuva: Juan Carlos Izpisua Belmonte / Salkin biologisten tutkimusten instituutti
Tuloksena saatujen rottahiirien tutkimus osoitti, että erilaiset hiiren kudokset sisälsivät erilaisen osan rotasoluista. Kun tutkijat yrittivät injektoida rotta-soluja sian blastokysteihin ja suorittivat sitten neljän viikon ikäisten alkioiden geenianalyysin, he eivät löytäneet jyrsijä-DNA: ta. Tämä viittaa siihen, että kaikki eläimet eivät ole sopivia kimerointiin toistensa kanssa, ja kantasolujen onnistunut varttaminen joistakin alkioista toisiin voi riippua geneettisistä, morfologisista tai anatomisista tekijöistä.
Tutkijoiden päätavoite oli luoda ihmisen ja sian kimera, jotta voidaan jäljittää, kuinka ihmisen kudokset kehittyvät muun kuin märehtijöiden artiodaktyylieläimen alkion sisällä. He käyttivät sian blastokystejä ja tekivät lasersäteellä mikroskooppisia reikiä seuraaviin injektioihin erilaisissa olosuhteissa kasvatettujen pluripotenttisolujen ryhmien kanssa. Sitten alkiot siirrettiin emakoille, missä ne kehittyivät menestyksekkäästi. Ihmisen materiaalin dynamiikan seuranta suoritettiin käyttämällä fluoresoivaa proteiinia, jonka tuottamiseksi ihmisen kantasolut ohjelmoitiin.
Seurauksena sian alkioon muodostui soluja, jotka ovat erityyppisten kudosten, mukaan lukien sydän, maksa ja hermosto, prekursoreita. Sian / ihmisen hybridejen annettiin kehittyä 3–4 viikkoa, minkä jälkeen ne tuhottiin eettisistä syistä.
Kuurot hiiret
Amerikkalaiset tutkijat Bostonista pystyivät äskettäin palauttamaan kuulon hiirille, jotka kärsivät harvinaisesta sisäkorvan toiminnan geneettisestä häiriöstä. Tätä varten he käyttivät neutraloituihin viruksiin perustuvaa biologista geeninjakelujärjestelmää (vektoria). Tutkijat ovat modifioineet adeno-assosioitunutta virusta, joka tartuttaa ihmisiä, mutta ei aiheuta sairauksia.
Tartunta-aine kykenee tunkeutumaan eläimen kuulonsysteemin reseptoreihin ja vestibulaarisiin laitteisiin. Bioteknologit ovat käyttäneet vektoria korjaamaan viallinen Ush1c-geeni vasta syntyneiden elävien hiirten soluissa. Tämä mutaatio aiheuttaa kuuroutta, sokeutta ja epätasapainoa. Seurauksena oli, että eläinten kuulo parani, mikä antoi heille mahdollisuuden erottaa jopa hiljaiset äänet.
Siksi geenitekniikka ei ole tapa luoda ihmiskuntaa uhkaavia mutantteja. Tämä on jatkuvasti parantuva menetelmä- ja keinopaketti ihmisten, erityisesti sitä tarvitsevien, elämän ja terveyden parantamiseksi. Koska kimeerien luominen ja geeniterapia eivät ole niin helppoja toteuttaa ja vaativat joskus kekseliäitä ratkaisuja, bioteknologian kehitys ei tapahdu niin nopeasti kuin haluaisimme. Vuosittain kuitenkin julkaistaan kymmeniä tieteellisiä kirjoituksia, jotka syventävät ja rikastuttavat tietämystämme ja taitojamme.
Alexander Enikeev