ისტორიაში პირველად, ჩინელმა მეცნიერებმა ღორების ორგანიზმში ადამიანის თირკმლები წარმატებით გაზარდეს. მათ ქიმერული ემბრიონები გამოიყენეს და განვითარების ადრეულ ეტაპზე მყოფი ორგანოები, თირკმლის პრემორდიუმები, შექმნეს.

"ეს პირველი შემთხვევაა, როცა ადამიანის მყარი ორგანო სხვა ცხოველური სახეობის შიგნით გაიზარდა", — აცხადებს სიანგსიუე ლაი, კვლევის თანაავტორი და კუანგჭოუს ბიომედიცინისა და ჯანმრთელობის ინსტიტუტების ბიოლოგი.

ჩვეულებრივი ემბრიონებისგან განსხვავებით, ქიმერული ემბრიონები ორი სხვადასხვა ორგანიზმის უჯრედებსა თუ ქსოვილებს შეიცავს. ამ შემთხვევაში ემბრიონების შესაქმნელად ღორისა და ადამიანის უჯრედები გამოიყენეს.

მკვლევართა მტკიცებით, ემბრიონები ღორების ორგანიზმში 28 დღის განმავლობაში ნორმალურად ვითარდებოდა. ამ პერიოდში შენიშნეს, რომ განვითარებად თირკმელში მილაკები და თირკმლის სხვა სტრუქტურები წარმოიქმნა.

წარსულში მსგავსი რამ აქამდეც მომხდარა — მეცნიერებმა ასეთივე ტექნიკა გამოიყენეს და ღორებს შიგნით ადამიანის ქსოვილები და კუნთები წარმოქმნეს. მიუხედავად ამისა, მათ მთლიანი ორგანოს გაზრდა ვერ შეძლეს, რადგან ადამიანის ღეროვანი უჯრედებისა და ღორის უჯრედების გაერთიანება საკმაოდ რთულია.

მაგალითისთვის, როგორც წესი, ასეთ ემბრიონებში ღორის უჯრედები მეტად დომინანტურია ხოლმე, რადგან ისინი ადამიანის უჯრედებზე სწრაფად მრავლდება. ამის გამო ადამიანის უჯრედებისათვის გადარჩენა და ღორის ემბრიონს შიგნით განვითარება საკმაოდ რთულია.

ამასთანავე, ადამიანისა და ღორის უჯრედებს განსხვავებული საკვები ნივთიერებები, გარემო ფაქტორები თუ სასიგნალო მოლეკულები ესაჭიროება ზრდისთვის. სწორედ ამიტომ, ღორის ემბრიონებში ადამიანის ღეროვანი უჯრედების წარმატებით შეტანა არც ისე მარტივი საქმეა.

ამ გამოწვევებთან გასამკლავებლად ლაიმ და მისმა კოლეგებმა სამ მეთოდს მიმართეს.

პირველ რიგში, მათ CRISPR ტექნიკა გამოიყენეს და ღორის უჯრედებს ის ორი გენი მოაშორეს, რომლებიც ღორის თირკმლის განვითარებისთვისაა საჭირო. ამ გზით ემბრიონში მხოლოდ ადამიანის თირკმლის გაზრდა იქნებოდა შესაძლებელი.

ამის შემდეგ მეცნიერებმა ადამიანის პლურიპოტენტული ღეროვანი უჯრედები ნაწილობრივ შეცვალეს და ქიმერულ ემბრიონში გამოიყენეს. ასეთ უჯრედებს შეუძლია განახლდეს, გაიზარდოს და ნებისმიერი ტიპის უჯრედად გარდაიქმნას. მკვლევრებმა ისინი ადამიანის ადრეულ ემბრიონულ უჯრედებად აქციეს.

ბოლოს მეცნიერებმა ემბრიონებს ოპტიმიზებული გარემო შეუქმნეს; იგი ადამიანისა და ღორის უჯრედთა განსხვავებულ საჭიროებებს მოარგეს. ასე თითოეული უჯრედი მიიღებდა ზრდისათვის საჭირო საკვებ ნივთიერებებსა და მოლეკულებს.

ამ ტექნიკების გამოყენებით მათ 1820 ქიმერული ემბრიონი შექმნეს, შემდეგ კი ისინი 13 სუროგატ ღორში გადაიტანეს. 28 დღის შემდეგ შენიშნეს, რომ ხუთი ემბრიონი მეზონეფროსებად, პირველად თირკმლებად, იქცა. მათ მილაკები და მზარდი უჯრედები ჰქონდა, რომლებიც თანდათანობით შარდსაწვეთი გახდებოდა.

რაში გვჭირდება ღორის ორგანიზმში გაზრდილი ადამიანური ორგანოები?

აშშ-ში ორგანოს გადანერგვას 104 ათასზე მეტი ადამიანი უცდის. მსოფლიოს მასშტაბით ეს რიცხვი გაცილებით დიდია, ხოლო უარესი კი ისაა, რომ ტრანსპლანტატის მიღებამდე უამრავი მომლოდინე იხოცება.

ორგანოს საჭიროების მქონე ადამიანები რაოდენობით დონორებს ბევრად აღემატებიან. შესაძლოა, მკვლევრების მიერ შემოთავაზებული ტექნიკა ამ პრობლემის გადაჭრაში დაგვეხმაროს, თუმცა მანამდე ჯერაც არაერთი საკითხია მოსაგვარებელი.

საგულისხმოა, რომ მეცნიერებს თირკმლების ფუნქციონირება ადამიანებში არ შეუმოწმებიათ.

"მისი ფუნქციები ადამიანებში არ დაგვიტესტავს, რადგან ქიმერული თირკმელი, რომელიც მივიღეთ, თირკმლის განვითარების ადრეულ ეტაპზეა და ფუნქციურად მოწიფული არ არის", — აცხადებს ლაი.

მეცნიერის თქმით, შესაძლოა, წლები დაგვჭირდეს, სანამ ღორების შიგნით ადამიანის ფუნქციური ორგანოს გაზრდას შევძლებთ. მკვლევართა ნაშრომი ამ კუთხით ძალიან მნიშვნელოვანია, თუმცა ეს ჯერ მხოლოდ მაინც პირველი ნაბიჯია.

მეცნიერების აზრით, შესაძლოა, პროცესი ერთგვარი მიდგომა გახდეს, რომლითაც ადამიანის ორგანოების განვითარებას შევისწავლით; პოტენციურად იგი განვითარების სხვადასხვა დარღვევის კვლევაშიც დაგვეხმარება, მათ შორის აუტიზმის, ADHD-ისა (ყურადღების დეფიციტისა და ჰიპერაქტივობის სინდრომი) და ცერებრალური დამბლის.

სამომავლოდ კვლევის ავტორები შემუშავებული მეთოდის გაუმჯობესებაზე იზრუნებენ. ამასთანავე, იმავე ტექნიკის გამოყენებით ისინი გეგმავენ, ღორის ემბრიონებში ადამიანის სხვა ორგანოთა (გულისა და პანკრეასის, მათ შორის) პრიმორდიუმებიც წარმოქმნან.

ნაშრომი ჟურნალში Cell Stem Cell გამოქვეყნდა.