Un groupe international de scientifiques dirigé par l'Espagnol Juan Balmonte, connu pour ses travaux dans le domaine des cellules souches, a réussi à créer des embryons de chimères humaines et porcines, qui pourraient à l'avenir devenir une source d'organes de donneurs. Une autre équipe de chercheurs a utilisé des virus pour traiter la surdité congénitale chez la souris. "Lenta.ru" parle du succès du génie génétique lié à la médecine.
La création d'organismes génétiquement modifiés n'est pas la seule façon dont le génie génétique peut plaire à l'humanité. La biotechnologie permet non seulement de modifier les gènes pour améliorer les plantes et les animaux agricoles, mais aussi de traiter des maladies auparavant incurables. Ironiquement, pour cela, les scientifiques utilisent les ennemis éternels de l'homme - les virus. Ces derniers sont utilisés pour créer des vecteurs qui délivrent de l'ADN aux cellules souhaitées. Une autre direction qui peut effrayer les personnes qui ne connaissent pas trop la science est la création d'embryons de chimères qui combinent des cellules humaines et d'autres organismes. Cependant, ce qui semble sinistre au premier abord se révélera être un moyen pratique de créer des organes.
Les reins ou les poumons obtenus par la croissance d'embryons chimériques conviendront à la transplantation à des personnes dans le besoin. Ceux qui craignent un soulèvement mutant devraient penser que les avantages réels de cette technologie l'emportent sur les vagues craintes des écrivains de science-fiction pessimistes.
De gauche à droite: souris normale, souris avec cages de rat, rat avec cages de souris, rat normal
Image: Nakauchi et al. / L'Université de Tokyo
Pour dissiper les craintes, vous devez comprendre ce que font et comment les scientifiques qui créent des chimères. Le principal matériau avec lequel les chercheurs travaillent sont les cellules souches, qui ont une pluripotence - la capacité de se transformer en d'autres cellules du corps (nerf, graisse, muscle, etc.) à l'exception du placenta et du sac vitellin. Ils sont introduits dans les embryons d'autres organismes, après quoi l'embryon se développe davantage.
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C'est ainsi qu'une équipe internationale de scientifiques des États-Unis, d'Espagne et du Japon a réussi à créer les chimères cochon-homme, rat-souris et vache-homme. Ils ont rapporté cela dans un article publié dans la revue Cell, qui est devenu le premier document à soutenir la «chimérisation» réussie d'espèces apparentées.
Le principal problème est qu'il ne suffit pas d'introduire des cellules pluripotentes dans l'embryon et d'attendre que quelque chose de bon en sorte. Au lieu de cela, il peut se retrouver avec un organisme souffrant de troubles du développement catastrophiques, y compris la formation de tératomes. Il est nécessaire de désactiver les gènes dans les embryons receveurs afin qu'ils ne puissent pas former des tissus spécifiques. Dans ce cas, les cellules souches implantées se chargent de faire croître l'organe manquant.
Premièrement, les scientifiques ont injecté des cellules souches de rat dans des embryons de souris au stade blastocyste, lorsque le fœtus est une boule de plusieurs dizaines de cellules. Cette méthode est appelée complémentation embryonnaire. Le but de l'expérience était de découvrir quels facteurs jouent un rôle de premier plan dans le chimérisme interspécifique. Les embryons ont été transférés dans le corps de souris femelles, après quoi ils se sont développés en chimères vivantes, dont l'une a survécu jusqu'à l'âge de deux ans.
Les gènes dans les embryons ont été désactivés à l'aide de la technologie CRISPR / Cas9, qui fait des pauses dans des régions spécifiques de l'ADN. Par exemple, les chercheurs, en testant leur approche, ont bloqué l'activité d'un gène qui joue un rôle important dans la formation du pancréas. Les souris qui sont nées sont mortes en conséquence, mais l'organe manquant s'est développé lorsque des cellules pluripotentes de rat ont été introduites dans les embryons. Les scientifiques ont également désactivé le gène Nkx2.5, sans lequel les embryons souffraient de graves malformations cardiaques et se sont révélés sous-développés. La chimérisation a aidé les embryons à atteindre une croissance normale, cependant, aucune chimère vivante n'a été obtenue.
Photo: Juan Carlos Izpisua Belmonte / Institut Salk d'études biologiques
Une étude des rats-souris résultants a montré que différents tissus de souris contenaient une proportion différente de cellules de rat. Lorsque les scientifiques ont essayé d'injecter des cellules de rat dans des blastocystes de porc et ont ensuite effectué une analyse génétique d'embryons âgés de quatre semaines, ils n'ont trouvé aucun ADN de rongeur. Cela suggère que tous les animaux ne sont pas aptes à la chimérisation les uns avec les autres, et le succès de la greffe de cellules souches de certains embryons à d'autres peut dépendre de facteurs génétiques, morphologiques ou anatomiques.
L'objectif principal des scientifiques était de créer une chimère d'un homme et d'un cochon, afin de retracer comment les tissus humains se développeront à l'intérieur de l'embryon d'un animal aux sabots fendus non ruminants. Ils ont utilisé des blastocystes de porc et, à l'aide d'un faisceau laser, ont fait des trous microscopiques pour l'injection ultérieure de divers groupes de cellules pluripotentes, qui ont été cultivées dans des conditions différentes. Ensuite, les embryons ont été transférés aux truies, où ils se sont développés avec succès. Le suivi de la dynamique du matériel humain a été réalisé à l'aide d'une protéine fluorescente, pour la production de laquelle des cellules souches humaines ont été programmées.
En conséquence, des cellules se sont formées dans l'embryon porcin, qui sont les précurseurs de divers types de tissus, notamment le cœur, le foie et le système nerveux. Les hybrides porc / humain ont pu se développer pendant trois à quatre semaines, après quoi ils ont été détruits pour des raisons éthiques.
Souris sourdes
Des scientifiques américains de Boston ont récemment pu redonner l’audition à des souris souffrant d’un trouble génétique rare de la fonction de l’oreille interne. Pour ce faire, ils ont utilisé un système de délivrance de gène biologique (vecteur) basé sur des virus neutralisés. Les chercheurs ont modifié un virus adéno-associé qui infecte les humains mais ne provoque pas de maladie.
L'agent infectieux est capable de pénétrer dans les cellules ciliées - récepteurs du système auditif et de l'appareil vestibulaire chez les animaux. Les biotechnologistes ont utilisé le vecteur pour réparer le gène Ush1c défectueux dans les cellules de souris vivantes nouvellement nées. Cette mutation provoque la surdité, la cécité et le déséquilibre. En conséquence, l'audition des animaux s'est améliorée, ce qui leur a permis de distinguer les sons même faibles.
Le génie génétique n'est donc pas un moyen de créer des mutants qui menacent l'humanité. Il s'agit d'un ensemble de méthodes et de moyens en constante amélioration pour améliorer la vie et la santé des gens, en particulier ceux qui en ont grand besoin. Puisque la création de chimères et la thérapie génique ne sont pas si faciles à mettre en œuvre et nécessitent parfois des solutions ingénieuses, le développement de la biotechnologie ne se fait pas aussi vite qu'on le souhaiterait. Cependant, des dizaines d'articles scientifiques sont publiés chaque année qui approfondissent et enrichissent nos connaissances et nos compétences.
Alexandre Enikeev
