Химеры

Трансгеноз (перенос генетического материала) направлен на соматические клетки-мишени, заранее выделенные из организма (например, клетки печени из резецированной доли, культура лимфоцитов, клетки костного мозга, культура фибробластов, опухолевые клетки). Для введения ДНК в клетки млекопитающих уже опробованы многие подходы: химические (микропреципитаты фосфата кальция, DEAE-декстран, диметилсульфоксид, липосомы); физические (ультразвук, микроинъекции, электропорация, генное ружье — бомбардировка, лазерная микроинъекция); вирусные (ретровирусы, аденовирусы, аде-ноассоциированные вирусы). Многие «невирусные» методы малоэффективны (за исключением электропорации и лазерной микроинъекции). Наиболее эффективными переносчиками ДНК в клетки являются «природные шприцы» — вирусы. Однако совершенствование «невирусных» методов должно продолжаться, чтобы в случае необходимости полностью исключить введение небезопасного для организма генетического материала.

Процедура трансгеноза клеток должна заканчиваться проверкой её успешности. Трансгеноз можно считать успешным, если не менее 5% всех обработанных клеток будет иметь введённый генетический материал.

Конечная процедура генной терапии через трансгеноз соматических клеток in vitro— реимплантация грансгенных клеток-мишеней (клеточно-опосредо-ванная генная терапия). Она может быть органотропной (печёночные клетки вводятся через воротную вену) или эктопической (клетки костного мозга вводятся через вену).

Прямой трансгеноз (in vivo) осуществляется следующим образом. Создаётся рекомбинантный генетический вектор с заданным геном, необходимым для лечения. Вектор может быть тканеспецифичным (органотропным) или неспецифичным. Его вводят в достаточном количестве. В клетках-мишенях или в любых клетках происходит трансгеноз с помощью рекомбинантного вектора.

Изложенные выше принципы проверены в экспериментах на культурах клеток и животных. Совершенствование  этих принципов продолжается. Разрабатываются  также другие подходы к генной терапии: методы направленной модификации  генов и супрессии конкретных мутаций.

Химеры

Широкие возможности глубже понять роль генов в дифференцировке  клеток и в регуляци взаимодействий между клетками в процессе развития дают химерные и трансгенные животные. Развитие экспериментальных методов в последнее время сделало возможным получать совершенно необычных животных, которые несут гены не только одного отца и одной матери, но и большего количества предков. Химерные животные — это генетические мозаики, образующиеся в результате объединения бластомеров от эмбрионов с разными генотипами.

Получение таких эмбрионов  осуществляется во многих лабораториях. Принцип получения химер сводится главным образом к выделению  двух или большего числа ранних зародышей  и их слиянию. В том случае, когда  в генотипе зародышей, использованных для создания химеры, есть отличия  по ряду характеристик, удается проследить судьбу клеток обоих типов. С помощью  химерных мышей был, например, решен вопрос о способе возникновения в ходе развития много ядерных клеток поперечнополосатых мышц. Теоретически можно допустить два варианта их возникновения, Один может быть результатом многократных делений ядер без деления цитоплазмы, другой вариант связан со слиянием одноядерных клеток.

Используя химерных мышей и специальные методы анализа ферментов, доказали, что многоядерные клетки - результат слияния одноядерных клеток. Изучение химерных животных позволило решить немало трудных вопросов, и в будущем благодаря применению этого метода появится возможность решать сложные проблемы генетики и эмбриологии.

ХИМЕРНЫЕ ЖИВОТНЫЕ 
 
Одно из перспективных направлений биотехнологии — искусственное получение химер (аллофенных животных). Понятие химера означает составное животное. Сущность метода получения химер заключается в искусственном объединении эмбриональных клеток двух и более животных. Животные могут быть как одной породы, так и разных пород и даже разных видов. Современная микрохирургия позволяет получать химер, имеющих 3—4 и более родителей. Химеры обладают признаками животных разных генотипов. 
 
Существует два основных метода получения химер искусственным путем: 1) агрегационный — объединение двух и более морул или бластоцист в один эмбрион; 2) инъекционный — микроинъекция клеток внутриклеточной массы (ВКМ) бластоцисты доноров в бластоцель эмбриона-реципиента. В обоих случаях получают особей, ткани и органы которых построены из клонов клеток объединенных (двух или более) эмбрионов (рис. 30). Первыми созданы химеры лабораторных мышей между линиями агути (кремовые) и не агути (черные). Они выглядели крапчатыми. Их окраска сочетала признаки обоих родителей: полосы пигментированной шерсти чередовались со светлыми, каждая полоса представляла клон клетки-родоначальницы. Их использование помогает изучению фундаментальных проблем дифференцировки клеток в процессе онтогенеза, многих вопросов механизма клеточного развития и происхождения отдельных тканей, иммунологического взаимодействия в развитии и т. д.