Эксперимент проводили ученые из Института биомедицины и здравоохранения Гуанчжоу Китайской академии наук под руководством Лая Лянсюэ. Они внедрили человеческие стволовые клетки в эмбрионы свиней, предварительно лишив зародыши двух генов, необходимых для формирования сердца. В результате внутри развивающихся эмбрионов начали формироваться зачатки необходимых органов, содержащие человеческие клетки, и спустя 21 день они начали биться.
Работа проводилась в рамках исследования так называемых химер, чьи организмы могут содержать ДНК разных видов. Одна из главных целей эксперимента, конечно же, было выращивание человеческих органов в телах животных для последующей их трансплантации. Это может решить проблему нехватки доноров и изменить подход к лечению тяжелых заболеваний.
Чтобы повысить выживаемость человеческих клеток в организме свиньи, ученые перепрограммировали их, усилив гены, отвечающие за рост и устойчивость. Модифицированные клетки вводили в эмбрионы на стадии морулы — одного из самых ранних этапов развития, когда эмбрион представляет собой небольшой комок делящихся клеток. Затем эмбрионы пересаживали суррогатным свиноматкам.
Наблюдение показало, что эмбрионы развивались до трех недель, после чего прекращали расти. Исследователи предполагают, что человеческие клетки могли вмешаться в нормальное функционирование эмбриона, что и привело к остановке развития. Однако при вскрытии было установлено, что у эмбрионов действительно сформировались зачатки сердца — по размеру и анатомии соответствующие человеческому органу на том же этапе развития. ДНК человеческих клеток подтверждалось флуоресцентной меткой, позволяющей визуально отследить их распределение.
Какую именно долю сердца составили человеческие клетки, пока неясно, передает Nature. В предыдущих аналогичных экспериментах по выращиванию почек от 40% до 60% тканей приходилось на человеческие клетки, остальное — на клетки свиньи. Но для трансплантации этого может быть недостаточно, поскольку ученым необходимо избежать иммунного отторжения, органы должны почти полностью отражать ДНК людей.
Некоторые специалисты, присутствовавшие на конференции в Гонконге, где китайские ученые объявили о своем результате, отнеслись к эксперименту с настороженностью. Биолог Хиромицу Накаучи из Стэнфордского университета (США) подчеркнул необходимость дополнительной проверки, чтобы исключить возможность контаминации клеточных линий (процесс загрязнения клеточных культур посторонними организмами, такими как бактерии, грибы, вирусы). А исследователь Хидеки Масаки из Токийского института науки (Япония) отметил, что флуоресцентные клетки локализовались в ограниченных участках сердца, что может указывать на слабую степень интеграции.