НА ПУТИ К ЧЕЛОВЕКУ-МЫШИ: зачем ученые создают животных-химер

Сергей Черемисин. Выход вождя, 2023 / Facebook, «Сіль-Соль»

 

Древнегреческие мифы донесли до нас образ странного существа с головой льва, туловищем козы и хвостом змеи — Химеры. Гомер утверждал, что это животное целенаправленно вырастил ликийский царь Амисодар. Словом «химерический» принято обозначать вымысел, некую несбыточную идею. Однако современные ученые, которые пошли по стопам Амисодара, научились создавать химерических животных. Научный журнал Nature рассказал, зачем они это делают.

 

ХИМЕРЫ ПОМОГАЮТ ПОНЯТЬ, КАК РАЗВИВАЕТСЯ МОЗГ

 

Гибридных или химерных животных ученые создают не первый год и добились в этом определенных успехов. Поскольку главными лабораторными животными являются грызуны, то именно на них приходится наибольшая доля подобных экспериментов.

Так появились мыши с крысиными органами, например с крысиной поджелудочной железой, а также мыши, в мозг которых подсаживали крысиные и даже человеческие нейроны. Новые исследования Колумбийского университета (США, Нью-Йорк) помогли понять, способны ли крысиные нейроны полностью включиться в цепи мышиного мозга таким образом, чтобы стать полноценной составной частью системы управления поведением животного-хозяина.

В мозговой схеме подопытных мышей были некоторые «пробелы», и добавление в нее крысиных нейронов было призвано помочь восстановить ее функции. Эксперименты дадут возможность ученым-нейробиологам лучше понять, как развивается мозг разных животных, как интегрируются клетки различных биологических видов.

Подобные знания применимы не только в отношении грызунов, они могут помочь в производстве «химерных» свиней с человеческими органами, которые можно было бы использовать для трансплантации людям.

 

ЗАПОЛНЕНИЕ СВОБОДНЫХ «НИШ»

 

Журнал Nature рассказывает о серии экспериментов еще одной научной команды — молекулярных биологов из Юго-Западного медицинского центра Техасского университета в Далласе. Они также решили проверить, как поведет себя «микс» из нейронных клеток крысы и мыши на очень ранних этапах развития организма.

Для начала специалисты сконструировали гены у группы мышей таким образом, чтобы уничтожить некоторые нейроны обонятельной системы животных. Это нарушило цепи, связывающие обонятельные нейроны носа с высшими областями мозга. В результате мыши не смогли использовать свое обоняние для поиска еды, которую исследователи прятали в разных местах клеток.

После этого ученые взяли крысиные стволовые клетки и поместили их в бластоцисты — мышиные эмбрионы на ранней стадии развития. Когда они развились в полноценные взрослые особи, оказалось, что подсаженные клетки заполнили пробелы в мозговых цепях — мыши прекрасно ориентировались по запаху и легко находили спрятанную еду.

Сейчас группа ученых трудится над разработкой более эффективных и целенаправленных методов такой гибридизации. Исследователи полагают, что клетки крысы способны встраиваться в освободившиеся «ниши» организма другого вида не только в местах обонятельных цепей мыши. Они могут поселяться в разных частях тел самых разных животных.

 

НЕ ВСЕ ТАК ПРОСТО

 

Биологи уже разработали более агрессивную стратегию введения крысиных клеток в мозг мыши. Для этого они использовали технологию C-CRISPR. Это такой инструмент генетического редактирования, который разрезает гены в нескольких местах, чтобы гарантировать их полную инактивацию.

Исследователи полностью уничтожили у мышиных бластоцист группу генов, которая контролирует развитие переднего мозга — значительной области, которая играет важную роль в координации поведения животного.

 

 

Без переднего мозга бластоцисты не успевали развиться во взрослых мышей, они умирали почти сразу же после рождения. Но когда ученые ввели в эту «нишу» бластоцисты стволовые клетки крысы, то передний мозг был достаточно быстро восстановлен из этого чужеродного материала.

Мыши не умирали, а когда вырастали, то были вполне здоровыми. Наблюдение за их поведением показало, что невозможно найти никаких различий между «химерами» и нормальными мышами. К такому же мнению пришли и коллеги техасских ученых из Стэндфордского университета в Калифорнии.

В своей лаборатории они однажды попытались сделать мышей «умнее», подселив в их организм клетки мозга крыс. Однако мыши от этого никак не «поумнели» и не «поглупели». Они демонстрировали обычное поведение. Возможно, различия и могут быть обнаружены статистически, но для этого придется протестировать поведение большого количества гибридных животных.

 

НА ПУТИ К «ЧЕЛОВЕКУ-МЫШИ»

 

Ученые говорят, что у них существовали давние опасения, связанные с развитием химер. В первую очередь с возможностью трансплантации людям тканей или органов животных, например свиней. Помимо этических соображений, существует предположение, что человеческое тело отторгнет пересаженный химерный орган. Новейшие исследования призваны развеять некоторые сомнения, хотя и далеко не все.

Дело в том, что ученые вводили крысиные клетки на очень раннем этапе развития мышей — задолго до того, как у эмбрионов сформировалась иммунная система. То есть когда тела животных так и не научились распознавать клетки как чужеродные и поэтому не атаковали их. Еще одна проблема — несоответствие темпов развития, у разных видов они разные.

Ученые обнаружили, что клетки крысы следуют за «часами» развития мышей. Мозг мышей развивается с той же скоростью, что и обычно, а не более медленными темпами, характерными для крыс. Интересно, что несколько лет назад физиологи из Университета Буффало в Нью-Йорке также проводили подобные эксперименты. Но только с человеческим материалом.

Они спроектировали мышиный эмбрион, который должен был содержать до 4% человеческих клеток. В итоге эмбрион начал развивать человеческие эритроциты на 17-й день беременности — гораздо раньше, чем эти клетки развиваются в человеческих эмбрионах. Это позволяет предположить, что человеческие клетки тоже следуют молекулярным указаниям своего хозяина.

 

ХХХ

 

В любом случае технологию продолжат совершенствовать. Ученые планируют создавать химер путем трансплантации клеток диких видов грызунов лабораторным мышам. Диких животных вообще сложно изучать, потому что их трудно содержать и размножать в неволе. Новые гибриды помогут исследователям изучить, как развивается и функционирует мозг не только грызунов, но и других животных.

 

Оригинальное исследование: Rat neurons repair mouse brains — and restore sense of smell

 

---

При копировании материалов размещайте активную ссылку на www.huxley.media