Mokslininkai priartėja prie dirbtinių raganosių kiaušinėlių, kad išgelbėtų rūšis nuo išnykimo

Mokslininkai priartėja prie dirbtinių raganosių kiaušinėlių, kad išgelbėtų rūšis nuo išnykimo

Visame pasaulyje gyvi tik du šiauriniai baltieji raganosiai – dešimtmečius trukusio beprasmio brakonieriavimo Afrikoje rezultatas. Paprastai gamtosaugininkai negailėtų pastangų, kad užtikrintų šią likusią veislių porą ir išgelbėtų rūšį nuo visiško išnykimo, jei jos nebūtų susidūrusios su neįveikiama kliūtimi: abu raganosiai yra patelės. Tačiau visa viltis neprarandama. Dabar mokslininkai paskelbė, kad padarė didelę pažangą vykdydami misiją iš kamieninių ląstelių išauginti dirbtinius raganosių kiaušinėlius. Idėja yra apvaisinti šiuos kiaušinius ir išvesti naujus šiaurinių baltųjų raganosių veršelius ir atkurti populiaciją iki tvaraus skaičiaus.

Fatu ir Najin gyvena Ol Pejeta konservatorijoje Kenijoje. Ginkluoti asmens sargybiniai juos stebi visą parą. Nuotrauka: Jan Zwilling, BioRescue.

Grįžti prie ištakų

Šis naujausias tyrimas yra kruopštaus BioRescue konsorciumo, bendradarbiavimo, kurį sudaro Max Delbrück molekulinės medicinos centro (MDC), Londono imperatoriškojo koledžo, AVANTEA reprodukcinių technologijų laboratorijos, Padujos universiteto ir Kyushu mokslininkai, rezultatas. universitetas. Konsorciumas kuria naujus apsaugos metodus ir technologijas – kritiškai nykstantys šiauriniai baltieji raganosiai yra jo prioritetų sąrašo viršuje.

Rašymas žurnale Mokslinės ataskaitos, mokslininkai vadovaujami dr. Vera Zywitza iš MDC pluripotentinių kamieninių ląstelių platformos teigia, kad jiems pavyko iš normalių odos ląstelių pagaminti pluripotentinių raganosių kamienines ląsteles.

Kamieninės ląstelės yra organizmo „pagrindinės ląstelės“. Jie yra statybiniai blokai, iš kurių susidaro visos kitos specializuotas funkcijas atliekančios ląstelės, įskaitant esančias organuose, audiniuose, kraujyje ir imuninėje sistemoje. Daugelyje audinių jie tarnauja kaip vidinė atkūrimo sistema, atsinaujinanti, kad pakeistų prarastas ar pažeistas ląsteles visą žmogaus gyvenimą. Dėl šios priežasties kamieninės ląstelės turi didžiulį terapinį potencialą.

Dar ne taip seniai mokslininkai galėjo paimti tik kamienines ląsteles iš embrionų, o tai susiję su daugybe logistinių, jau nekalbant apie etinius, iššūkius. Tačiau viskas pasikeitė 2006 m., kai japonų tyrinėtojas Shinya Yamanaka rado būdą pakeisti suaugusiųjų ląstelių vystymosi eigą ir taip jas vėl paversti kamieninėmis ląstelėmis – vadinamosiomis indukuotomis pluripotentinėmis kamieninėmis ląstelėmis (iPS). Naudodama keturis genetinius veiksnius, Yamanaka pademonstravo, kaip praktiškai bet kokio tipo ląsteles, nesvarbu, ar tai būtų odos ląstelės, ar kasos ląstelės, galima paversti į embrioną panašiomis kamieninėmis ląstelėmis, kurios vėliau gali būti paverstos bet kokio tipo ląstelėmis. Už šį monumentalų atradimą Yamanaka buvo apdovanota 2012 m. Nobelio medicinos premija.

BioRescue mokslininkai jau kurį laiką bandė pasiekti tą patį, naudodami odos ląsteles, paimtas iš šiaurinio baltojo raganosio, kad jas paverstų indukuotomis pluripotentinėmis kamieninėmis ląstelėmis. Galutinis tikslas yra paversti šias iPS ląsteles į nesubrendusias kiaušinėlių ląsteles arba oocitus, kurie vėliau gali būti apvaisinti ir implantuoti į pietų baltųjų raganosių surogatus, artimiausius gyvus giminaičius.

Tačiau jiems tik neseniai pasisekė. Anksčiau visos iPS raganosių ląstelės galiausiai mirė. Kamieninių ląstelių tyrinėtojas profesorius Micha Drukker ir jo komandos Helmholtz Zentrum München ir Leideno akademiniame vaistų tyrimų centre Leideno universitete į raganosių odos ląsteles įvedė svetimas DNR molekules, vadinamas „plazmidėmis“. Šie svetimi genai perprogramuoja odos ląsteles į iPS ląsteles, tuo pačiu užkertant kelią ląstelių mirčiai. Gautos raganosių kamieninės ląstelės yra nepaprastai panašios į jų žmogaus kolegas.

„Žiūrint pro mikroskopą, jie beveik nesiskiria nuo žmogaus iPS ląstelių“, – pranešime spaudai sakė Drukker. „Jie taip pat labai panašiai reaguoja į išorinį poveikį.“

iPS raganosių ląstelės po mikroskopu. Kreditas: AG Diecke, MDC.

Tačiau svetimi genai atėjo su savo problemomis, nes jie sukelia riziką gemalo linijoje, kuri gali būti patologiškai pakeista. Dėl šios priežasties mokslininkai negali iš tokių iPS ląstelių pagaminti raganosių oocitų. Tačiau jie vis dar naudingi, atskleidžiantys molekulinius mechanizmus, vykstančius kamieninėse ląstelėse.

Norėdami pajudinti savo išsaugojimo projektą, mokslininkai naudojo alternatyvų metodą, kad subrendusios ląstelės virstų kamieninėmis ląstelėmis. Vietoj svetimų genų Diecke’o komanda sukūrė iPS ląsteles, naudodama RNR virusus, kurie įveda reikiamus perprogramavimo veiksnius, nekeliant pavojaus pakeisti pagrindinį pirminių lytinių ląstelių genetinį audinį.

Kitas didelis žingsnis yra šių pirminių lytinių ląstelių pavertimas kiaušinių ląstelėmis. Tačiau tai gali atsitikti tik tada, kai ląstelės yra apsuptos kiaušidžių audinio. Tokio audinio neįmanoma gauti, nes liko tik du šiauriniai baltieji raganosiai – patelės Fatu ir Najin – abi per brangios, kad su jais būtų galima pradėti rizikingą audinių ekstrahavimą. Štai kodėl mokslininkai nori paversti raganosių iPS ląsteles į kiaušidžių audinį laboratorijoje. Japonijos mokslininkai, sėkmingai išauginę kiaušidžių audinį iš pelių kamieninių ląstelių, ištiesia pagalbos ranką.

Kitas išsigelbėjimas: pagalbinis apvaisinimas

Tyrėjai iš tikrųjų siekia dviejų atskirų nykstančių raganosių apsaugos krypčių. Konsorciumas ne tik gamina oocitus iš iPS raganosių ląstelių, bet ir daro pažangą pagalbinio apvaisinimo srityje. Surinkę oocitus tiesiai iš Fatu, Italijos mokslininkai apvaisino juos atšildyta jau seniai mirusio jaučio sperma. Šiuo metu iš viso buvo pagaminta 14 šiaurinių baltųjų embrionų, kurie šiuo metu laikomi skystame azote, kol bus paruošti implantuoti į pietinį baltojo raganosio surogatą.

Priežastis, kodėl mokslininkai taip sunkiai kovoja su iPS metodu, yra ta, kad šių natūralių oocitų yra per mažai, kad būtų užtikrinta sėkmė. Be to, tik Fatu kiaušiniai pasirodė gyvybingi, o tai sukelia problemų, susijusių su prasta genetine įvairove.

„Dėl amžiaus ir reprodukcinio trakto problemų negalėjome iš Najin surinkti oocitų, kurie galėtų būti išsivystę į embrionus, todėl visi 14 embrionų yra iš Fatu. Todėl mums skubiai reikia papildomos strategijos, kaip sukurti gametas – kiaušialąstes ir spermą – iš žymiai daugiau individų “, – sakė profesorius Thomas Hildebrandtas iš Leibnizo zoologijos sodų ir laukinės gamtos tyrimų instituto (IZW), vadovaujantis BioRescue tyrimų konsorciumui.

Štai kodėl abi mokslinių tyrimų kryptys yra labai svarbios, jei norime išgelbėti šiaurinį baltąjį raganosį nuo beveik tam tikros pražūties. Jei šis ambicingas projektas pasisektų, jis galėtų būti pavyzdys daugeliui kitų nykstančių rūšių – ir galbūt jau išnykusių – atkūrimo. Tarp jų, Arnoldo ir Mabelio Beckmanų gamtosaugos tyrimų centro San Diege esančiame Frozen zoologijos sode ir IZW biobanke Berlyne yra 10 000 gyvų ląstelių kultūrų iš daugiau nei 1 000 nykstančių rūšių. Šis brangus skliautas yra didžiausia Nojaus arka, kuri vieną dieną gali padėti mums pakeisti sunaikinimą, kurį žmonės padarė laukinei gamtai. Pirmiausia turime išgelbėti šiaurinius baltuosius raganosius.

Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas.