EGenesis, yang mengkhususkan diri dalam pengeluaran babi yang diubahsuai secara genetik untuk pemindahan organ manusia, telah mengumumkan kelahiran banyak haiwan yang diedit. Mereka kehilangan tiga gen, memperoleh sembilan, dan juga kehilangan 25 virus yang berlipat ganda dalam genom. Pada masa yang sama, babi benar-benar sihat dan subur, dan selnya tidak menyebabkan pencerobohan pada komponen sistem imun manusia. Ujian klinikal transplantasi manusia dirancang pada tahun-tahun mendatang. Pra cetak karya disiarkan di portal bioRxiv.
Terdapat tiga halangan untuk pemindahan organ manusia. Yang pertama adalah keserasian fisiologi: organ mesti sesuai dengan saiz, struktur dan fungsi. Dalam pengertian ini, objek yang mudah digunakan adalah babi, yang kebanyakan organ - contohnya, jantung atau ginjal - tidak berbeza dengan yang manusia.
Halangan kedua adalah penolakan imun. Tubuh manusia bertindak balas dengan berhati-hati terhadap molekul yang tidak dikenali, tetapi beberapa - misalnya, gula di permukaan sel asing - menyebabkan pencerobohan yang kuat.
Akhirnya, yang ketiga adalah virus yang dibawa oleh setiap organisma dalam genomnya. Kami tidak membicarakan virus aktif yang menyebabkan wabak, tetapi mengenai virus endogen, iaitu virus yang tidak membunuh sel, tetapi membiak hanya dalam intinya. Tetapi jika sel itu entah bagaimana membuat virus-virus sendiri terkawal, maka jika sel-sel asing menjangkiti virus baru, maka sel-sel itu mungkin tidak dapat mengatasi akibat pembiakannya.
Agar organ babi menjadi serasi dengan manusia, dengan mempertimbangkan semua syarat ini, perlu dilakukan perubahan sekaligus dalam sejumlah gen. Pada mulanya, mereka berusaha mencapainya melalui pengetatan gen, dan jantung babi dengan beberapa ketukan bertahan di dalam tubuh babun selama tiga tahun penuh.
Tetapi pada tahun 2015, ahli genetik Amerika George Church dan ahli biologi Cina Luhan Yang mengasaskan eGenesis, sebuah syarikat yang tujuannya adalah untuk mencipta babi yang diubah oleh pelbagai gen sekaligus. Selepas beberapa ketika, para saintis yang dipimpin oleh Gereja melaporkan bahawa mereka dapat membersihkan sel-sel babi sepenuhnya dari retrovirus endogen. Sekarang Church dan Jan telah mengambil langkah seterusnya: untuk membuat haiwan yang "bebas virus" dan yang sesuai dengan imunologi.
Untuk melakukan ini, para penyelidik di eGenesis harus mengembangkan protokol pelbagai langkah. Sebagai permulaan, mereka mengambil budaya fibroblas dari telinga babi biasa. Dengan bantuan elektropori, molekul sistem CRISPR / Cas9 diperkenalkan ke dalamnya untuk memotong tiga gen dari DNA yang menyebabkan penolakan terkuat dalam tubuh manusia. Pada masa yang sama, sebuah plasmid dengan sembilan gen baru yang sudah ada manusia dimasukkan ke dalam sel, yang bertanggung jawab untuk menekan tindak balas imun dan proses pembekuan darah. Oleh itu, sel yang dihasilkan bukan sahaja tidak boleh menyebabkan pencerobohan imun, tetapi juga menekannya.
Setelah mengesahkan bahawa penyuntingan berjaya, para saintis membuang nukleus fibroblas dan meletakkannya di dalam telur bebas nuklear - kaedah pengklonan yang telah lama wujud. Embrio berkembang dari telur, yang ditanam pada ibu pengganti, yang melahirkan anak babi dari generasi pertama. Babi-babi ini masih membawa virus, tetapi semestinya sudah terbukti tidak sesuai dengan manusia.
Video promosi:
Para saintis sekali lagi mengasingkan kultur fibroblas dari badan mereka dan melakukan tahap penyuntingan berikutnya di dalamnya: sekali lagi, dengan menggunakan elektropori, sistem CRISPR / Cas9 diperkenalkan ke dalam sel, yang menyerang gen transkripase terbalik, enzim utama yang menghasilkan virus endogen dalam genom. Selepas itu, inti sel juga diasingkan, diletakkan di dalam oosit, dan babi generasi kedua diperoleh. Oleh itu, babi kehilangan tiga gen, memperoleh sembilan, dan juga kehilangan dua puluh lima virus yang secara aktif membiak.
Para penyelidik mengesahkan bahawa babi yang disunting stabil secara genetik. Dalam sel mereka, lapan daripada sembilan gen manusia sebenarnya dinyatakan dan gen yang menyebabkan penolakan kekebalan tubuh "senyap". Para saintis memeriksa genom haiwan untuk mengetahui jejak penyuntingan di luar sasaran dan menemui beberapa "misses" CRISPR / Cas9, tetapi mereka tidak mempengaruhi kawasan DNA pengekodan protein.
Haiwan itu sendiri sihat secara fisiologi dan subur. Walaupun mengganggu sistem kekebalan tubuh dan pembekuan darah mereka, jumlah darah mereka berada dalam had normal. Para saintis juga tidak menemui kesan penyuntingan pada kerja jantung, hati dan ginjal babi.
Akhirnya, para penyelidik menguji sama ada babi yang disunting secara genetik telah memperoleh sifat yang diperlukan untuk pemindahan. Pertama, mereka mengasingkan kultur sel dari dinding kapal babi dan merawatnya dengan imunoglobulin manusia: mereka mengikat sel yang diubah 90 peratus kurang daripada yang normal. Kemudian sel-sel ini ditindaklanjuti oleh protein pelengkap manusia - mereka bertindak balas terhadap kehadiran sel asing bahkan lebih awal daripada imunoglobulin - tetapi sistem pelengkap diaktifkan tidak lebih kerap daripada sel manusia sendiri.
Oleh itu, para saintis berjaya mencipta haiwan yang selnya tidak menyebabkan serangan imuniti manusia secara langsung. Walaupun sistem kekebalan tubuh dapat bertindak balas terhadap sel-sel asing kemudian, mengenali protein yang lebih jarang, ini dapat ditangani dengan menggunakan imunosupresan. Penyuntingan, sebaliknya, membolehkan anda mengelakkan penolakan akut dan mendapatkan masa untuk organ berakar di dalam badan. Dalam temu bual dengan Science, Yang menjelaskan bahawa syarikat itu merancang untuk menumpukan pada ujian praklinikal pada tahun 2020, tetapi berharap dapat beralih ke penyelidikan manusia dalam lima tahun ke depan.
Pengarang: Polina Loseva
