«Мы внедрили человеческие коммитированные стволовые клетки на нужной стадии в эмбрион мыши в утробе матери и заставили их интегрироваться в развивающиеся ткани», – говорит член-основатель Whitehead Рудольф Яениш. "Результаты обнадеживают и служат доказательством принципа – важным первым шагом к цели создания мышей, несущих соответствующие болезни человеческие клетки в соответствующей ткани."
Полученные в результате химеры мышь-человек восполнят важный пробел в исследованиях болезней, поскольку существующие модели не точно имитируют определенные заболевания и болезненные состояния. Рак часто изучают путем имплантации клеток человеческих опухолей мышам, но этот подход не дает представления о возникновении и прогрессировании солидной опухоли. Сложные заболевания с длительным латентным периодом, включая болезнь Альцгеймера и Паркинсона, можно частично моделировать с помощью индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК).
Однако краткосрочный посев в чашке не может охватить длительный процесс прогрессирования болезни в живом организме.
Чтобы преодолеть эти ограничения, ученые в лаборатории Яениша разработали метод, который он первоначально использовал еще в 1985 году для создания химер мыши и человека. В текущем исследовании команда, возглавляемая докторантом Малкиелем Коэном, вводила эмбрионам мыши внутриутробные инъекции клеток нервного гребня (NCC), полученных из эмбриональных стволовых клеток человека (hESC) и человеческих ИПСК. Исследователи предположили, что в случае успеха имплантированные NCC будут дифференцироваться и легко интегрироваться в своих мышей-хозяев.
NCC – это мультипотентные клетки, которые дают начало ограниченной линии, включая периферическую нервную систему и меланоциты, которые производят пигмент, содержащийся в коже и волосах. Во время развития NCC мигрируют через эмбрион.
Имплантированные NCC, которые были помечены зеленым флуоресцентным белком (GFP), демонстрировали сходные паттерны миграции. Приблизительно 27% имплантированных эмбрионов имели GFP-меченные NCC, присутствующие во время развития, частота, аналогичная той, которую наблюдали Коэн и Яениш в параллельном эксперименте с химерами мышь-мышь.
Поскольку NCC были имплантированы белым мышам, лишенным пигмента, любые волосы, пигментированные клетками донорских NCC, заметно темнее. Примерно 35% полученных мышей имели изолированные черные волосы на голове, что указывает на то, что имплантированные NCC успешно дифференцировались и интегрировались в мышей-хозяев. Хотя аналогичный процент химер мышь-мышь имел черные волосы, у этих мышей был больший вклад темных волос, чем у скудных, присутствующих в пальто химер мыши-человека.
И Коэн, и Яениш сейчас работают над повышением скорости интеграции.
«Ключевыми препятствиями для функциональной интеграции человеческих клеток в эмбрион мыши являются существенные различия в биологии человека-донора и грызуна-хозяина», – говорит Коэн, чья работа описана в Интернете в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). ). «Нашим следующим шагом будет манипулирование мышами и / или инъецированными человеческими клетками, чтобы обеспечить лучшее соответствие между человеческими клетками-хозяевами и донорскими клетками человека, следовательно, чтобы получить лучший вклад клеток, успешно введенных в эмбрион."