«Работа над этой проблемой заняла четыре года. Мы явно недооценивали то, как много усилий понадобится на реализацию этой задачи. Это важный первый шаг на пути выращивания органов человека в теле свиньи. Сейчас нам нужно понять, как заставить клетки человека превращаться в нужные нам органы для того, чтобы реализовать нашу реальную задачу — научиться выращивать трансплантируемые органы», — сказал Хуан Бельмонте из института Салка в американском Ла-Хойе.

Биологи начали активно обсуждать пересадку органов животных в тело человека примерно 15 лет назад. Тогда ученые думали, что для этого нужно всего лишь заставить иммунитет человека не уничтожать чужие органы. Однако задача оказалась сложнее, и пока ученые не придумали, как заставить иммунитет примириться с пересаженными органами. Генетики пытаются создать особые генные терапии, которые делают органы свиней и прочих животных «невидимыми» для человеческого иммунитета.

Бельмонте и его коллеги решали задачу методом «от противного»: они решили вырастить человеческие органы для трансплантации внутри организма свиньи. Для этого они предложили ввести в зародыш свиньи или другого животного в определенный момент его развития стволовые клетки человека.

Такие эксперименты давно и успешно проводят на мышах и крысах, но опыты на больших животных до этого времени не проводились или заканчивались неудачно. Команда Бельмонте преуспела, научившись вставлять любые клетки в зародыши при помощи геномного редактора CRISPR/Cas9.

Этот редактор избирательно убивает часть клеток в зародыше в тот момент, когда в нем начинает формироваться тот или иной орган. В этот момент ученые вводят в питательную среду стволовые клетки другого вида животных, которые заполняют опустевшую нишу и начинают превращаться в тот орган, заготовку которого уничтожил редактор.

Ученые проверили этот метод на мышах и через четыре года смогли адаптировать его к работе с человеческими и свиными клетками. Зародыш свиньи развивается в три раза быстрее человеческого, и Бельмонте с коллегами долго подбирали правильное время для имплантации клеток человека.

В последнем случае исследователи успешно заменили будущие клетки мускулов в 2075 зародышах свиньи. 186 из них успешно развивались в течение 28 дней. Доля человеческих клеток в эмбрионах было небольшой: примерно одна на 10 тысяч. После 28 дней развития зародыши удалили по этическим причинам, однако Бельмонте заявил, что такого срока достаточно, чтобы понять, был ли успешен эксперимент. Получение здоровых эмбрионов открывает дорогу для создания полноценных органов человека в теле свиньи.

Этичность таких экспериментов вызывает вопросы в США. Национальные институты здравоохранения США, высшее правительственное учреждение, отвечающее за разработки в области медицины, отказалось финансировать эти эксперименты в 2015 году.