У мишачих ембріонах виростили зачатки нирок, що переважно складалися з клітин пацюка. Для цього біологи використали ембріони мишей, у яких був вимкнений ген, відповідальний за формування нирок. Коли в такі ембріони ввели ембріональні стовбурові клітини пацюка, ті зайняли вільну нішу розвитку й утворили ниркову тканину. Хоча технологія ще потребує доопрацювання, робота вказує на принципову можливість формування нирок одного виду в організмі іншого, що може в майбутньому дозволити вирощування донорських людських органів у тілі тварин. Дослідження опублікували у журналі Stem Cell Reports.
Мишачі ембріони з високим вмістом пацючих стовбурових клітин (світяться червоним). Yuri & Isotani / Stem Cell Reports, 2026
Навіщо вирощувати пацючі нирки у мишах?
Ниркова недостатність — основна причина трансплантації нирок, однак, донорських органів постійно бракує, що змушує вчених шукати інші способи отримати матеріал для трансплантацій. Один із можливих підходів — вирощування органів з плюрипотентних стовбурових клітин у тваринних ембріонах. Такі клітини ще не мають спеціалізації та здатні перетворюватися на будь-який тип клітин в організмі, окрім клітин плаценти. Для цього у клітинах зародка на ранній стадії розвитку вимикають ключові гени, необхідні для формування певного органа. Після цього у зародок вносять стовбурові клітини іншого організму, у яких необхідні гени повністю робочі, так що саме ці чужорідні клітини заповнюють вільну нішу та утворюють орган, якого не вистачає.
За такою схемою вченим уже вдавалося створити мишей, які виробляли пацючі сперматозоїди, однак, з нирками ситуація виявилась складнішою: мишачі нирки в пацючих ембріонах формувалися, а навпаки — ні. У новому дослідженні японські вчені вирішили використати інший спосіб редагування геному мишей, щоб усе ж виростити пацючі нирки в мишах.
Як підбирали умови розвитку нирок пацюків у організмі мишей?
Для вибору оптимального способу редагування геному дослідники перевірили, як вимкнення трьох різних генів — Sall1, Ret і Osr1 — впливатиме на розвиток мишачих нирок. З’ясувалося, що клітини без Sall1 не формують клітини-попередники нефронів, але можуть входити до складу сечовідної бруньки. Клітини без Ret не долучаються до сечовідної бруньки, яка потрібна для розвитку системи збирних трубочок, але можуть входити до складу клітин-попередників нефронів.
Натомість клітини без гена Osr1 не формували ані попередників нефронів, ані клітин сечовідної бруньки, тож створювали більшу нішу розвитку, яку могли заповнити введені стовбурові клітини. При введенні мишачих стовбурових клітин в ембріони мишей без Osr1, у частини химер сформувалися нирки, майже повністю утворені чужими клітинами.
Стовбурові клітини пацюків (зафарбовані червоним) успішно вбудувалися в нирки ембріона мишей та утворили канали для виведення сечі (зелені). Shunsuke Yuri & Ayako Isotani, Nara Institute of Science and Technology
Коли вчені повторили цей експеримент зі стовбуровими клітинами пацюка, то виявилося, що за вмісту в ембріоні пацючих клітин понад 30-40 відсотків, ниркові зачатки переважно походили від пацюка. Утім, химери з високою часткою пацючих клітин після проходження половини ембріонального розвитку гинули, тому автори не з’ясували, чи могли б такі нирки дозріти до функціонального органа.
Чи можливо буде вирощувати людські органи у тваринах?
Хоча у цьому дослідженні не вдалося виростити у миші придатні до пересадки нирки пацюка, воно показало, що правильно створена «ніша» ембріонального розвитку може подолати частину міжвидових бар’єрів у формуванні органів. У майбутньому ці дані можна буде потенційно використати у дослідженнях з вирощування людських органів у тваринах. Водночас ще не відомо, як можна буде добирати сумісних донорів, забезпечувати відповідність розмірів органів тощо.
Як розв'язують проблему нестачі донорських органів
🐒 Учені уже пробували створювати химерні ембріони людей та макак — щоправда, з етичних міркувань їхній розвиток зупиняли на ранніх стадіях.
🐷 Поки що найбільш перспективною ідеєю здається трансплантація людям модифікованих органів свиней. Зокрема, нещодавно китайські вчені пересадили в людське тіло свинячу легеню. Також описаний випадок успішної пересадки чоловіку свинячої печінки.
🐖 Водночас поки що трансплантація органів від свиней усе ж призводить до ускладнень: рекордний час життя зі свинячою ниркою поки що становить 130 днів, але зрештою свиняча нирка відмовила.
📖 А детально про історію ксенотрансплантації та успіхи у використанні свинячих органів для пересадки людям ми розповідали у матеріалі «Лікарі підклали нам свиню».
