Свинските органи са особено съвместими за трансплантация на хора, с които те споделят повече от 90% от гените си, но наличието на ендогенни свински ретровируси в генома на животното го прави невъзможно. Сега технологията за редактиране на гени CRISPR Cas9 направи за първи път възможно инактивирането на гените на тези латентни вируси в свински ембриони, така че накрая прасенцата се раждат без инфекция.

crispr

Международен екип от учени успя за първи път да създаде прасенца без ендогенни ретровируси./Ник Солтмарч

През 2012 г. списание Nature публикува секвенирането на свинския геном (Sus scrofa), в което е потвърдено наличието на ендогенни свински ретровируси (PERV), вирусни елементи „спят“ в генома, които могат да бъдат предадени на други клетки на животното и, преди всичко, активирайте в контакт с хората. Оттогава учените се опитват да ги премахнат, за да улеснят ксенотрансплантацията или трансплантациите на органи между видове, като в случая от прасе на човек.

Според учените тази техника би облекчила сериозния недостиг на органи, пред които са изправени трансплантационните операции при хората. Обаче рискът от кръстосано предаване на PERV, наред с други фактори, е попречил на употребата им при хора.

Изследователите произвеждат свински ембриони без ендогенни ретровируси, имплантират ги в свине майки и потвърждават, че прасенцата също ги няма при раждането

Международен екип от учени, ръководен от Джордж Чърч от лабораторията eGenesis в Харвардския университет (САЩ), сега използва системата CRISPR Cas9 за премахване на ретровирусни гени от генома на свинете при живи животни, крайъгълен камък, който досега е бил само успешно постигнати в клетъчни линии. По този начин те успяха да създадат първите прасета без PERV.

Изследователите започнаха с потвърждение, също за първи път, че тези свински ретровируси могат да се предават на човешки клетки, когато се отглеждат заедно. Дори излагането на заразени с човешки PERV клетки на неинфектирани води до предаване, подчертавайки необходимостта от инактивиране на тези свински вирусни елементи, ако някога се появи ксенотрансплантация.

Учените охарактеризираха и идентифицираха 25 ендогенни ретровируса в клетъчния геном на свинските фибробласти (съединителна тъкан) и използваха инструмента за генетичен нож CRISPR, за да ги инактивират ефективно и точно. Използвайки собствен протокол (включително клониране на клетки, стратегия за предотвратяване на клетъчна смърт по време на множество редакции, използване на фактори за възстановяване на ДНК и трансфер на ядрени соматични клетки), екипът успя да разработи жизнеспособни клетки със 100% дезактивиране на PERV.

По-късно, след имплантиране на ембрионите при женски свине, те първо провериха, че плодовете не са реинфектирани с ретровируси, а по-късно потвърдиха също, че тези вирусни елементи също не се появяват при новородените прасенца.

Първо проучване върху прасета без ендогенен ретровирус

„Това е първото проучване, което докладва за производството на свине без PERV“, казва Лухан Янг, съосновател и научен директор на eGenesis, и автор на работата, публикувана в Science. Всъщност, през четирите месеца след раждането на прасенцата, екипът наблюдаваше и наблюдаваше наличието на ретровирус и успя да потвърди пълното му деактивиране.

„Това изследване представлява важен напредък по отношение на проблемите на безопасността по отношение на междувидовото вирусно предаване. Нашата група ще продължи да проектира щам на свине без PERV, за да осигури безопасна и ефективна ксенотрансплантация ”, уверява авторът.

Отсега нататък екипът ще се опита да комбинира ползите за безопасността на ендогенните прасета без ретровирус с допълнителното редактиране на гени, които адресират имунния отговор. По този начин ще се увеличи имунологичната и функционална съвместимост на органа.

Библиографска справка:

D. Niu и сътр. "Инактивиране на свински ендогенен ретровирус при свине с помощта на CRISPR-Cas9" Наука 10 август 2017 г.