Эту макаку-химеру “сделали” из эмбрионов двух обезьян

Изображения, демонстрирующие сигналы зеленой флуоресценции в различных частях тела химерной обезьяны в возрасте 3 дней. Флуоресцируют клетки, взятые из других эмбрионов.

Группа исследователей из Китая впервые сообщила о рождении живой обезьяны, содержащей высокую долю клеток, полученных из стволовых клеток обезьян. Эта “химерная” обезьяна состоит из клеток, полученных из двух генетически различных эмбрионов одного вида обезьян. Подобные эксперименты ранее были продемонстрированы на крысах и мышах, но до сих пор их не удавалось провести на других видах, в том числе и на нечеловеческих приматах.

“Это давно поставленная цель в данной области”, – говорит старший автор работы Чжэнь Лю (Zhen Liu) из Китайской академии наук (CAS). “Это исследование имеет не только значение для понимания наивной плюрипотентности у других приматов, включая человека, но и имеет важные практические последствия для генной инженерии и сохранения видов. В частности, эта работа может помочь нам создать более точные модели обезьян для изучения неврологических заболеваний, а также для других исследований в области биомедицины”.

В качестве обезьян в исследовании использовались макаки-крабоеды – приматы, широко распространенные в биомедицинских исследованиях. Сначала ученые создали девять линий стволовых клеток, используя клетки, извлеченные из 7-дневных бластоцист эмбрионов. Затем линии клеток поместили в культуру, чтобы повысить их способность к дифференцировке в различные типы клеток. Для подтверждения плюрипотентности клеток, способных дифференцироваться во все типы клеток, необходимые для создания живого организма, был проведен ряд тестов. Кроме того, стволовые клетки были помечены зеленым флуоресцентным белком, чтобы исследователи могли определить, какие ткани выросли из стволовых клеток у развившихся и выживших животных.

В итоге было отобрано определенное подмножество стволовых клеток для введения в ранние эмбрионы морулы обезьян (эмбрионы в возрасте 4-5 дней). Эмбрионы были имплантированы самкам макак, что привело к 12 беременностям и шести рождениям живых детей.

Анализ подтвердил, что одна обезьяна, родившаяся живой, и один плод, выкидыш которого произошел, были в значительной степени химерными, содержащими клетки, выросшие из стволовых клеток по всему телу. Обе обезьяны были мужского пола. Для определения того, в каких тканях содержатся клетки, полученные из введенных стволовых клеток, ученые использовали метку зеленого флуоресцентного белка. Кроме того, для подтверждения наличия тканей, полученных из стволовых клеток, в различных органах использовалось секвенирование генов и другие тесты. Среди исследованных типов тканей, содержащих клетки, полученные из стволовых клеток, были мозг, сердце, почки, печень и желудочно-кишечный тракт. У живой обезьяны доля стволовых клеток в различных типах тканей варьировалась от 21 до 92%, в среднем 67% из 26 различных типов тканей. У зародыша обезьяны эти показатели были ниже.

У обоих животных было также подтверждено наличие клеток, полученных из стволовых клеток, в семенниках и в клетках, которые в конечном итоге превращаются в сперматозоиды.

“В данном исследовании мы представили убедительные доказательства того, что наивные плюрипотентные стволовые клетки обезьян обладают способностью дифференцироваться in vivo во все различные ткани, составляющие организм обезьяны”, – говорит соавтор работы Мигель Эстебан из BGI Research and CAS. “Это исследование углубляет наше понимание потенциала развития плюрипотентных стволовых клеток у приматов”.

“Эта работа помогает нам лучше понять наивную плюрипотентность клеток приматов”, – добавляет соавтор исследования Цян Сунь (Qiang Sun) из CAS. “В будущем мы попытаемся повысить эффективность этого метода получения химерных обезьян, оптимизируя условия культивирования стволовых клеток, культуры бластоцист, в которые вводятся стволовые клетки, или и то, и другое”.

Исследователи также планируют продолжить изучение механизмов, лежащих в основе выживания эмбрионов в организме животных-хозяев, что, по их мнению, позволит повысить эффективность генерации химер.

Jing Cao, Wenjuan Li et. al. Live birth of chimeric monkey with high contribution from embryonic stem cells. https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.10.005