"Jelikož nejsme schopni provádět určité experimenty na lidech, je nezbytné, abychom za tímto účelem vytvořili studijní modely," říká hlavní autor práce Juan Carlos Izpisua Belmonte. "Důležitým cílem experimentální biologie je vývoj kvalitních modelů, které nám umožní výzkum lidských nemocí in vivo", dodává.

Mezidruhové chiméry savců se vytvářejí již od 70. let. Tehdy byli používáni hlodavci, kteří sloužili ke studiu časných vývojových procesů. Pokrok v tomto oboru nastal v loňském roce, kdy čínsko-americký tým vedený University of Science and Technologies v Yunnanu vyvinul technologii, která umožnila opičím embryím zůstat naživu a růst mimo své tělo po výrazně delší dobu.

V rámci práce bylo šest dní po vytvoření opičích embryí každému z nich injekčně podáno 25 lidských buněk. Ty pocházely z indukované pluripotentní buněčné linie. Po jednom dni byly chiméry patrné u 132 embryí. Po deseti dnech se 103 chimérických embryí stále vyvíjelo. Míra přežití začala postupně klesat a do 19 dne zůstaly naživu pouze tři. Lidské buňky v embryích však přežívaly v nezanedbatelném procentu po celou dobu růstu.

"Vytvářením chimér mezi lidským druhem a subhumánním primátem, který je na evoluční časové ose člověku nejvíce příbuzný, nám umožní získat lepší představu o tom, zda pro vznik chimér existují evolučně dané bariéry a zda je můžeme překonat," říká Izpisua Belmonte.

Následně vědci provedli analýzu transkriptomu lidských i opičích buněk, které embrya tvořily. Transkriptom udává celkové množství mRNA, tedy okopírovaného genetického materiálu, podle kterého jsou v buňkách vytvářeny proteiny. Na základě analýzy bylo nalezeno několik komunikačních drah, které byly buď zcela nové, nebo byly díky vzniku chiméry posíleny. "Díky našemu výzkumu bychom mohli tuto genovou komunikaci do budoucna vylepšit a zvýšit účinnost chimerismu," říká Belmonte.

Dalším důležitým krokem výzkumu bude podrobnější vyhodnocení všech molekulárních drah, které jsou do této mezidruhové komunikace zapojeny a zjistit, které z nich jsou pro vývoj embrya životně důležité. V dlouhodobějším horizontu vědci doufají, že chiméry využijí nejen ke studiu raného vývoje člověka a modelování nemocí, ale i testování léků, nebo vytváření tkání pro transplantace.

Originální publikace: https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(21)00305-6?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0092867421003056%3Fshowall%3Dtrue

Zdroj: ScienceDaily, zdroj titulního obrázku: Jonathan Cooper, Unsplash.