Ledviny jsou orgánem, který se v medicíně transplantuje nejčastěji. Proto zaujaly pozornost vědců z čínského Kantonského institutu biomedicíny a zdraví (GIBH), kteří experimentují s chimérickými embryi kombinujícími buňky dvou druhů.

Tentokrát vědci vytvořili chimérická embrya, která v sobě spojovala lidské a prasečí buňky. Embrya obsahující ledviny s převážně lidskými buňkami, pak vložili do náhradních prasečích matek, kde se normálně 28 dnů vyvíjela.

Byl to první případ, kdy biomedicínští experti tak dlouho pěstovali lidský orgán uvnitř zvířete.

„Trvalo nám to pět let. Geneticky jsme prase upravili, abychom vytvořili prostor pro růst lidských buněk s menší konkurencí prasečích buněk. Také jsme upravili lidské buňky, aby přežily v prostředí, které po ně nebylo přirozené,“ cituje stanice CNN Miguela Estebana, výzkumníka Kantonského institutu a jednoho z autorů studie publikované v magazínu Cell Stem Cell.

Už dříve vědci úspěšně kultivovali potkaní orgány uvnitř myší a myší orgány v tělech potkanů. Pokusy vypěstovat lidské orgány v prasatech ale dosud úspěšné nebyly.

Nynější experiment proto může být průlomem ve snaze pěstovat lidské orgány ze zvířecích zdrojů.

Pomohla genetická technologie

Hlavním problémem při vytváření lidsko-prasečích chimér byla schopnost prasečích buněk vytlačovat buňky lidské. Proto vznikaly chiméry, které byly téměř absolutně prasečí.

Červeně jsou znázorněny humanizované ledvinové buňky uvnitř prasečího embrya. | zdroj: kredit-Wang et al.

Výzkumníci se s tím vypořádali tak, že odstranili dva geny nezbytné pro vznik ledvin uvnitř prasečího embrya. Tím vytvořili v jejich embryu mezeru. Poté přidali speciálně připravené lidské pluripotentní kmenové buňky, které se dokážou vyvinout se v jakýkoli typ buněk a které tuto mezeru vyplnily.

Před vložením embryí do prasečích samic vědci embrya kultivovali ve zkumavkách obsahujících látky, které vyživovaly jak lidské, tak prasečí buňky. Potom přenesli 1 820 embryí do 13 náhradních matek.

Porodu se však embryonální chiméry ještě nedočkaly. Jejich vývoj výzkumníci ukončili po 25 a 28 dnech, aby mohli analyzovat vývoj embryí a posoudit, jak se experiment podařil.

U pěti embryí vybraných k analýze zjistili, že mají funkčně normální ledviny pro své vývojové stadium. Začaly jim růst močovody, které je nakonec měly spojit s močovým měchýřem.

Tyto ledviny nebyly zcela lidské, obsahovaly jen 50 až 60 procent lidských buněk. Cévy a nervy vznikly převážně z prasečích buněk. To znamená, že současný stav této biotechnologie ještě nedovoluje, aby se orgány daly využít k transplantaci.

Varování: lidské buňky se dostaly do mozku prasete

Studie publikovaná Cell Stem Cell není bez kritiků. Především vyvolává etické otázky, protože některé lidské buňky byly nalezeny i v prasečích mozcích. 

Zabránit invazi lidských buněk do reprodukční tkáních je přitom považováno za klíčové, protože jinak hrozí nekontrolovaný vznik hybridů člověka a prasete.

Čínští výzkumníci však chtějí ve svém výzkumu pokračovat. Zaměří se na prodlužování vývoje embryí.

Ve Spojených státech testují vědci jiný přístup, při kterém se snaží vkládat z geneticky modifikované prasečí orgány do lidí.

V čínském přístupu by prasata mohla sloužit jako inkubátory pro orgány, které jsou kompatibilní s pacientem. Riziko odmítnutí orgánů, či nutnost být spolu s transplantátem odkázán na imunosupresiva, by se proto mohla výrazně snížit. Pacient se selhávajícími orgány by však musel čekat vznik chiméry.

Sami vědci z Kantonského institutu upozorňují, že budou muset překonat mnoho překážek, než se jejich výzkum uplatní v medicíně.