«Органы свиней похожи на их человеческие аналоги по своим размерам и принципам работы, и их можно выращивать в большом количестве для трансплантации. Сейчас это не делается по двум причинам – из-за несовместимости свиней и человека на уровне иммунных систем и возможности заражения людей ретровирусами, присутствующими в ДНК животного», — пишет Джордж Черч из Гарвардского университета (США).
Два года назад Черч и его коллеги сделали первый шаг в направлении решения данной проблемы, научившись массово редактировать и удалять отдельные участки ДНК в клетках свиней, представляющих потенциальную угрозу для человеческого организма. Одними из них являются PERV-ретровирусы. Эти патогены не представляют угрозы для самого животного, однако они могут легко проникать в клетки человека после пересадки свиного органа и заражать их.
Проблема заключается в том, что эти ретровирусы встроены в ДНК свиньи и являются ее неотделимой составной частью. Это делает почти невозможным их «хирургическое» удаление, так как геном животного содержит в себе десятки копий PERV.
Черч и его коллеги смогли решить эту проблему, используя CRISPR/Cas9 — новейшую систему редактирования генома. Она позволяет почти со 100% точностью удалять или заменять произвольные короткие участки в ДНК животных или бактерий, не нарушая работу других генов и сегментов генома.
Используя эту систему, группа Черча смогла вырезать все 62 версии PERV из генома свиньи, в результате чего ее клетки начали в тысячу раз реже передавать PERV-вирусы при пересадке в человеческие ткани.
Еще два года назад Черч сообщал, что его лаборатория уже вырастила несколько эмбрионов с отключенными PERV-вирусами, и пообещал превратить их в полноценных животных к концу 2016 года. Американский генетик сдержал свое обещание и представил сегодня публике первых свиней, чья ДНК была на 100% очищена от ретровирусов.
Для этого ученым пришлось разработать новую методику ввода CRISPR/Cas9 в клетки свиней, которая предотвращала их «самоликвидацию» после массового удаления большого числа участков ДНК.
Имплантировав выжившие эмбрионы в утробу суррогатных матерей, ученые получили три десятка здоровых поросят, чьи органы были полностью очищены от PERV и пригодны для имплантации в организм человека с подавленной иммунной системой.