Myši získaly čich potkanů. Jde o další krok na cestě k hybridu člověka a prasete

Vědcům se poprvé povedlo přenést smyslový aparát mezi živočišnými druhy. Myším, jimž chyběl čichový systém, ho obnovili pomocí neuronů z potkanů. Myši tak díky hybridnímu mozku mohly očichávat svět jako potkani.

Tyto pokusy mají vědcům pomoci lépe pochopit, jak se vyvíjejí mozky různých druhů a rozšířit potenciál vypěstování tzv. chimérických prasat s lidskými orgány, které by se mohly v budoucnu používat pro transplantace.

Vědci již v minulosti úspěšně vytvořili hybridní neboli chimérická zvířata. Mezi nimi byly myši s orgány potkana, včetně slinivky břišní, a myši s lidskými neurony v mozku. Nikdo však jasně neprokázal, zda se potkaní neurony mohou plně začlenit do mozkových obvodů myši tak, aby se staly podstatnou součástí řízení chování hostitelského zvířete... až nyní.

Plnohodnotná integrace buněk dvou druhů je podle neuroložky Kristin Baldwin z Kolumbijské univerzity velice komplikovaná kvůli tomu, jak se neurony navzájem propojují ve funkční celky. „Neurony nejsou jako kostičky lega,“ upozornila.

Základem úspěchu je včasná integrace

Týmy z Kolumbijské univerzity a University of Texas Southwestern Medical Center se zaměřily na smíchání neuronových buněk myší a potkana ve velmi raném stádiu vývoje myší. Nejprve vědci upravili geny u skupiny pokusných zvířat způsobem, aby zničili neurony jejich čichového aparátu. Myši proto nebyly schopné hledat pamlsky, které jim schovali na různých místech klecí.

Do blastocyst – raných fází embryí – některých z myší vstříkli vědci kmenové buňky potkanů. Ty zaplnily buňky v mozkových obvodech a jakmile myši vyrostly v dospělé jedince, dokázaly najít pamlsky podle čichu. Zabití myších neuronů v podstatě vytvořilo místo pro potkaní buňky. Výzkumná skupina nyní pracuje na metodách, jak podobným způsobem cíleně nahradit další konkrétní myší neurony potkaními buňkami.

Texaský tým vymyslel ještě agresivnější strategii, jak dostat potkaní buňky do myšího mozku. Pomocí genetického editačního nástroje C-CRISPR, který umí rozřezat geny na více místech, vymazali ve skupině myších blastocyst všechny stopy genu zvaného Hesx1. Ten řídí vývoj předního mozku koordinujícího většinu chování živočichů. V takovém případě zvířata krátce po narození uhynou.

Když však tým pod vedením biologa Juna Wu vpravil do blastocyst myší potkaní buňky, myši normálně ve zdraví vyrostly. Nebylo však možné přesně určit, zda v jejich chování oproti běžným myším byly znatelné rozdíly. Potkani jsou inteligentnější než myši a mělo by to tedy platit i pro myši s potkaním předním mozkem. Jenže bez testování dostatečně velkého vzorku hybridních zvířat není možné dělat závěry.

Žádné překážky k vyšším hybridům?

Úspěch aktuálního experimentu řeší některé dlouhodobé obavy z vývoje chimér, zejména za účelem pěstování lidských tkání či orgánů ve zvířatech, speciálně prasatech. Kromě etických aspektů existuje obava, že lidské tělo transplantovaný chimérický orgán odmítne. Protože však týmy přidaly potkaní buňky tak brzy ve vývoji myší - dlouho předtím, než si embrya vytvořila imunitní systém - tělo zvířat se nikdy nenaučilo rozpoznat buňky jako cizí a nikdy na ně nezaútočilo.

Neprokázala se ani obava o nesouladu ve vývojových rychlostech jednotlivých druhů. Mozky hybridních myší se vyvíjely stejnou rychlostí jako za normálních okolností, nikoli pomalejším tempem, jakým se obvykle vyvíjejí potkaní. V tomto případě nejde o překvapení, jelikož se potvrdil poznatek o sladění vývojových hodin z dřívějška. V roce 2020 proběhl experiment na myším embryu, které bylo upraveno, aby obsahovalo až 4 % lidských buněk. Začaly se u něho vyvíjet lidské červené krvinky již 17. den po početí, tedy mnohem dříve, než se tyto buňky vyvíjejí u lidských embryí, což naznačuje, že i lidské buňky mohou sledovat molekulární pokyny svého hostitele.

Zdroj: Nature, Science Daily

Až dvoumetrový kolos rozdávající elektrické šoky. Podívejte se, jak bolí rána od paúhoře: