Embryoet er en hybrid av et menneske og en gris. Biologer fra USA, Japan og Spania introduserte menneskelige stamceller i et grisegg. Forskere kalte embryoet som ble dyrket i livmoren til et dyr en kimær - til ære for en skapning fra gammel mytologi. I fremtiden vil disse studiene tillate forskere å dyrke organer for transplantasjon og studere naturen genetiske sykdommer. For at forskningen skal gå videre, må forskere ikke bare bevise effektiviteten til eksperimentene, men også deres etiske.

Hva er essensen av eksperimentet?

En gruppe amerikanske forskere fra Salk Institute for Biological Research i California injiserte menneskelige stamceller i et griseembryo på et tidlig stadium av utviklingen og plasserte det i livmoren til dyret. En måned senere utviklet stamcellene seg til embryoer med rudimentene til menneskelig vev: hjerte, lever og nevroner.

Av de 2075 embryoene som ble overført, utviklet 186 seg til 28-dagersstadiet.De resulterende embryoene var "ekstremt ustabile," innrømmer forskere, men så langt er de den mest vellykkede menneskehybriden. Forskere skriver at den resulterende kimæren er et kritisk skritt mot å skape dyreembryoer med fungerende menneskelige organer.

Kilde: Cell Press

Det endelige målet er å dyrke organer som er funksjonelle og klare for transplantasjon; disse eksperimentene er første skritt mot dette, skriver WP, og siterer forskere fra California.

Resultatene av en lignende studie er rapportert i den første utgaven av tidsskriftet Nature i 2017. Som det følger av publikasjonen, klarte en gruppe forskere fra Japan og USA å dyrke en musebukspyttkjertel inne i en rotte, og deretter transplantere det insulinproduserende organet inn i diabetiske mus, noe som ikke forårsaket immunavvisning. Dette var den første bekreftelsen på at organtransplantasjon mellom arter er mulig, skriver Nature.

Hvorfor er dette nødvendig?

Hovedmålet til forskere er å dyrke menneskelige organer ved å bruke embryoer fra store dyr. Ifølge det amerikanske helsedepartementet dør 22 mennesker hver dag mens de venter på organer for transplantasjon. Forskere har lenge prøvd å dyrke kunstig vev utenfor Menneskekroppen, men organer som utvikler seg i en petriskål (den såkalte beholderen for dyrking av mikroorganismer) er svært forskjellige fra de som dyrkes inne i en levende organisme.

Voksende teknologi kunstige organer, mest sannsynlig, vil ligne eksperimentet med mus og rotter, skriver The Washington Post. Rottene som fikk nye celler som en del av studiene beskrevet i Nature ble genmodifisert. De kunne ikke dyrke sin egen bukspyttkjertel, så stamcellene "fylte seg ut" ledig plass" Noen av kjertlene som dukket opp hos rotter ble transplantert inn i syke mus. Etter operasjonen levde musene med sunne glukosenivåer i et år – halve livet i menneskelige termer, skriver WP.

Studien viste at transplantasjon på tvers av arter ikke bare er mulig, men også effektiv, kommenterte seniorstudieforfatter Hiromitsu Nakauchi fra Stanford University resultatene. Forskere klarte å "vokse" hjertet og øynene på samme måte.

Hva er vanskelighetene?

Forskere fra California oppnådde de første resultatene fire år etter starten av forskningen. Ifølge dem er griser ideelle dyr for forsøket. Organene deres er omtrent like store, men de vokser mye raskere enn mennesker. I videre forskning Tidsfaktoren bør bli den viktigste, innrømmer forskere.

"Mens mengden menneskelige celler det er veldig lite i det resulterende embryoet, og hele prosessen foregår på et tidlig embryonalt stadium, så det er for tidlig å snakke om å lage en fullverdig kimær,» kommenterte Nakauchis kolleger resultatet. I de resulterende embryoene var det bare én menneskecelle per 100 000 griseceller (effektivitet 0,00001%). "Det er nok til å oppnå en effektivitet på 0,1% til 1% av cellene," forklarte en av forfatterne av den kaliforniske studien til BBC.

Etter fire ukers utvikling ødela forskere fra Salk Institute, av etiske grunner, de resulterende embryoene for å forhindre at kimæren utvikler seg fullt ut. "Vi ville bare svare på spørsmålet om menneskelige celler i det hele tatt kan tilpasse seg," forklarte en av forfatterne.

Etiske problemstillinger

I 2015 la US National Institutes of Health et moratorium på finansiering av forskning som involverer kryssing av menneske- og dyreceller. Siden stamceller kan utvikle seg til et hvilket som helst menneskelig vev, kan det være mulig å lage et dyr med Menneskehjerne, mener noen bioetikere. Andre peker på bruddet på den «symbolske grensen» mellom mennesker og dyr, skriver WP.

Californianske forskere sier at frykt rundt "kimærer" er mer som myter enn kontrollerte eksperimenter, men innrømmer at muligheten for at et dyr blir født med menneskeceller er en bekymring.

I august tillot US National Institutes of Health finansiering av kimærforskning å komme tilbake. Organisasjonen foreslår å tillate introduksjon av menneskelige stamceller i embryoer på et tidlig stadium av utviklingen av store dyr, med unntak av andre primater.

"Vi har endelig vært i stand til å bevise at denne tilnærmingen til å lage organer er mulig og trygg. Jeg håper folk forstår dette. Mange tror at dette er fra science fiction-seksjonen, men nå begynner det å bli en realitet,» kommenterte mulig uttak Nakauchi forbud.

Daniel Sotnikov

Forhåndsvisningsbilde: stillbilde fra filmen "Chimera"

Toppbilde: WikiCommons

Imidlertid noe som ligner på en revolusjon i medisinsk vitenskap virkelig skjedde. I slutten av januar publiserte det vitenskapelige tidsskriftet Cell en artikkel av molekylærbiolog Juan Carlos Izpisua Belmonte, som leder et laboratorium ved Salk Institute i California (USA), og 38 av hans medforfattere. Artikkelen forteller hvordan forskere klarte å lage levedyktige embryoer bestående av en blanding av grise- og menneskeceller.

Hvem er de

Dersom disse skapningene fikk bli født (og biologer ikke gjorde dette, ikke minst av etiske grunner), kunne de ikke formelt tilordnes evt. biologiske arter. Slike organismer kalles kimærer. Kimærer, som vi kjenner fra middelalderske miniatyrer, har ørnevinger festet til løvens kropp, og et slangestikk til geitens hover. Hvem husker musen med mennesket aurikkel på baksiden - resultatet av et høyprofilert eksperiment for 20 år siden, kan man lett innrømme at man kan forvente noe annet av biologer. Men slik sett hadde de nye skapningene fra Belmonte-laboratoriet knapt en sjanse til å overraske noen: etter fødselen ville de ha sett ut som de mest vanlige smågrisene. Det er bare det at noen av cellene i kroppen deres - omtrent en tusendel av en prosent - ville inneholde rent menneskelig DNA. Og dette ville få grisungene til å sammenligne seg gunstig med den langørede musen fra 1997, som var mer et eksperiment i plastisk kirurgi og hadde ikke en eneste menneskelig celle.

Ifølge nyere estimater har mennesker 30-40 billioner celler totalt, og griser har omtrent like mange. Er en tusendel av en prosent av et slikt astronomisk tall mye eller lite? Det tar bare én celle for å bli gravid. Derfor, i teorien, kan en kimærgris bli en forelder til en menneskebaby.

Donor uten motorsykkel

Leger ser på griser ikke som potensielle slektninger, men som potensielle donorer for å transplantere organene deres til mennesker. Bare i USA blir 27 tusen nyrer, lunger, hjerter og tarmer transplantert per år. Og i alle 27 tusen tilfeller, kirurger håndtere organer av levende eller døde folk. Men hvem ved sitt rette sinn ville våge å be om å få en tatt fra en gris transplantert inn i sitt eget sviktende hjerte, når prosedyren med en vanlig, menneskelig er feilsøkt og fungerer perfekt? De som ikke vil få en transplantasjon: 118 tusen mennesker er registrert i USA på den såkalte ventelisten. I følge statistikk vil omtrent 22 av dem dø i dag (og det samme antallet i morgen, og det samme antallet neste søndag) uten å vente på transplantasjonen.

Det er for få menneskelige givere – og det er ikke engang det at frivillige er veldig sjeldne. (I motsetning til USA, i Russland, anses en potensiell donor ved lov å være alle som ikke eksplisitt har forbudt fjerning av organene deres. Loven krever ikke å spørre om samtykke fra slektninger.) Bare tre personer av tusen, magasinet New Scientist siterer britiske data, dør under omstendigheter som gjør at organene deres er egnet for transplantasjon. Tallene varierer selvsagt fra land til land - de avhenger både av hvor raskt ambulansen kommer til ulykkesstedet eller skytingen, som et resultat av at de mest lovende donorene dukker opp, og av hvor mange transplantasjonssentre som er i nærheten der organene kan kasseres på riktig måte. Til slutt, om noen flere timer er det nødvendig å finne og forberede til operasjonen en pasient fra "ventelisten" - mye strengere kompatibilitetsregler gjelder her enn for blodoverføringer med de fire forskjellige gruppene.

Cellene som har minst sannsynlighet for å bli avvist er våre egne. Hva om vi brukte dyr som inkubatorer for nyrer og bukspyttkjertel dyrket fra menneskeceller (og ideelt sett fra cellene til den eksakte pasienten som skal motta organet)? Det samme problemet med avvisning hindrer oss i å løse problemet direkte: For det ferdige immunsystemet til en voksen gris er menneskeceller ikke mindre fremmede enn griseceller er for oss.

Det betyr at vi må handle annerledes.

Klipp og lim

Tenk deg at foran øynene dine ble to personer samtidig kuttet i to - for eksempel av en kamplaser fra en dårlig science-fiction-film. Så koblet de halvparten av den ene med halvparten av den andre, og de limte halvdelene ville da leve hele livet som om ingenting hadde skjedd. Alternativet er enda mer paradoksalt: de tok to tynne personer, presset dem mot hverandre – og fikk en feit mann. Hvis begge personene ennå ikke er fire dager fra unnfangelsesøyeblikket, er ingenting umulig. Sånn som det er nå fremtidig organisme er en ball av identiske celler. "Du fjerner det ytre beskyttende laget av livløs materie og forbinder embryoene fysisk," forklarte Virginia Papaioannou, professor ved Columbia University (USA), i et intervju hvordan forskere har produsert kimærmus med hele settet av gener fra to individer ved samme tid siden 1960-tallet. Etter å ha berørt, danner to embryoer ganske enkelt en ny, større ball - nesten som såpebobler som møtes i luften. Cellekulen har ennå ikke et immunsystem som kan forhindre dette - som faktisk alle andre systemer: de vil utvikle seg mye senere.

En mer subtil intervensjon er å legge fremmed biomateriale til embryoet når cellene allerede har delt seg inn i forskjellige varianter. På blastocyststadiet er embryoet - enten det er i en mus eller et menneske - en hul ball med en liten del av celler låst inne. Bare denne indre delen vil bli fremtidige lunger, lever, nyrer, hjerne, hud og andre deler av den voksne kroppen, og hele den ytre delen vil bli til en morkake som ikke vil overleve fødsel. Biologer foretrekker å introdusere fremmede celler på dette stadiet.

Det kan ikke sies at dette scenariet er ren formåpnet spennende muligheter for transplantasjonskirurger. Behovet for donororganer oppstår vanligvis senere - når en person allerede har passert fosteralderen. Hvordan krysse den med et annet embryo? Ta celler fra en voksen organisme som ikke har fått et klart oppdrag (som hjerne- eller leverceller) og som ikke har mistet evnen som er karakteristisk for embryonale celler til å forvandle seg til noe. De kalles stamceller, men de er svært sjeldne i kroppen. I 2012 Nobel pris i medisin ble tildelt den japanske forskeren Shinya Yamanaka for å ha oppfunnet en måte å forvandle vanlige kroppsceller til stamceller - for å glemme ens bakhistorie og "falle inn i barndommen." Det fulle navnet er indusert (fordi de ble tvunget til å endre) pluripotente (det vil si "i stand til hva som helst" - enhver transformasjon) stamceller. Chimera-forskere bruker dem.

Er det mulig å kombinere embryoer som dette? forskjellige typer— for eksempel rotter og mus? Dette er nøyaktig hva teamet til Toshihiro Kobayashi fra University of Tokyo først gjorde ved å bruke stamceller i 2010 - og Amerikansk band, som publiserte resultatene sine syv år senere, brakte metoden til perfeksjon. Hvordan kan du være sikker på at du faktisk har avlet en kimær? Ta utgangspunkt i embryoer som er dømt til døden med spesielt skadet DNA. Ved å bruke den nylig oppfunne "genskalpellen" CRISPR-Cas9, en metode for målrettet DNA-redigering, slo forskere ut gener som er ansvarlige for veksten av bukspyttkjertelen eller hjertet. Med en slik defekt er det ingen sjanse for å overleve (eller til og med å bli født levende). Men så ble rottestamceller introdusert i embryoet. Og hvis en kimærmus likevel ble født, kunne forskerne være sikre på at hjertet til en rotte slo inni den.

Men det mest overraskende resultatet gjaldt galleblæren. Rotter har det ikke, men mus har det. Men kimærer, der musegenene som er ansvarlige for dette organet ble deaktivert, ble fortsatt født med en fungerende galleblære- fra rotteceller. Musecellene antydet på en eller annen måte den riktige konteksten for rottecellene, og de, etter å ha bukket under for påvirkningen, dannet et organ som var umulig i rotten.

Nærmere griser enn rotter

Det var ikke mulig å krysse en gris og en rotte på denne måten – fordi disse organismene er for forskjellige fra hverandre. Ulike lengder på svangerskapet og forskjellige størrelser organer tyder på at celler er programmert til å dele seg med forskjellige hastigheter. Til slutt, vil det lille rottehjertet til en kimær være i stand til å pumpe blod gjennom en enorm griselever?

Men med mennesker er det ingen slike problemer: vi er mye nærmere griser - først og fremst i størrelsen på organene våre. Derfor har griser (og minigriser som et eget alternativ) alltid vært #1-kandidaten for xenotransplantasjon. Parallelt med dyrking av menneskeceller i en grisekropp, vurderer biologer andre muligheter – for eksempel å ta dem og skjule dem for menneskelig immunitet de proteinene på overflaten av griseceller som forårsaker mest alvorlig reaksjon. Slik forskning har pågått lenge, så griser som kandidat for organtransplantasjon er ikke nytt.

Et nytt eksperiment har vist at det er en mulighet, og det er ikke spekulativt – eller til og med en utrolig tilfeldighet. 2075 embryoer ble implantert i griser, og 186 av dem nådde tilstrekkelig modenhet, ifølge forskere. Menneskeceller ble merket med en spesiell merkelapp i deres DNA som får dem til å produsere et fluorescerende protein - og 17 modne, friske embryoer glødet selvsikkert i ultrafiolett lys, noe som beviser for forskere at de definitivt var kimærer.

Fra dette øyeblikket til organer i en levende inkubator er det årevis, sier forskerne. Og det er ikke bare det at andelen menneskeceller i kimærens kropp er for liten. Det vil uansett være vanskelig for forskere å se hvordan de vokser og hva som skjer med cellene i en voksen kropp.

Vi er mye nærmere griser – først og fremst i størrelsen på organene våre. Derfor har griser alltid vært nr. 1-kandidat for xenotransplantasjon

Kimærer av mus og rotter, avlet tidligere, levde et fullt museliv etter to år. Det er ingen grunn til å tro at menneske-grisekimærer ville ha det alvorlige problemer helseproblemer som hindrer deg i å bli moden. Det var ikke biologiske problemer som hindret dem i å bli født, men etiske. Og så alvorlig at et team fra Salk Institute ble tvunget til å forske med private penger, fordi reglene til US National Institutes of Health - en analog av helsedepartementet, som finansierer det meste av biomedisinsk forskning i landet - forbyr bruke penger på eventuelle eksperimenter med introduksjon av menneskelige stamceller i dyreembryoer.

Hva er uetisk med å føde en gris med en menneskelig milt? Vår usikkerhet om resultatene av et slikt eksperiment. Andelene av celler i et voksent embryo er ikke det samme som i embryoet. Og hvis griseceller dominerer med en million til en ratio, er det ikke så skummelt som om menneskelige celler tar over. Og det vil bli født en skapning som ser mer ut som en mann enn en gris, med en menneskelig hjerne, men med misdannelser forårsaket av omstendighetene rundt eksperimentet. For at leger skal kunne redde mennesker, ser det ut til at de trenger blant annet en mer presis definisjon av en person – og et mer nøyaktig svar på spørsmålet om hvor folk kommer fra.

En internasjonal gruppe forskere ledet av spanjolen Juan Balmonte, kjent for sitt arbeid innen stamceller, klarte å lage embryoer av menneske-grisekimærer, som i fremtiden kan bli en kilde til donororganer. Et annet team av forskere kurerte medfødt døvhet hos mus ved hjelp av virus. snakker om suksessene til genteknologi knyttet til medisin.

Opprettelsen av genmodifiserte organismer er ikke det eneste genteknologien kan bringe til menneskeheten. Bioteknologi gjør det mulig ikke bare å endre gener for å forbedre landbruksplanter og dyr, men også å behandle tidligere uhelbredelige sykdommer. Ironisk nok, for dette bruker forskere menneskets evige fiender - virus. Sistnevnte brukes til å lage vektorer som leverer DNA til nødvendige celler. En annen retning som kan skremme folk som ikke er veldig kunnskapsrike innen vitenskap, er dannelsen av kimære embryoer som kombinerer celler fra mennesker og andre organismer. Men det som først virker illevarslende vil faktisk vise seg å være det på en praktisk måte opprettelse av organer.

Nyrer eller lunger som produseres ved å dyrke kimære embryoer vil være egnet for transplantasjon til personer som trenger dem. De som er redde for et mutantopprør bør tenke det reell fordel fra denne teknologien overgår den vage frykten til pessimistiske science fiction-forfattere.

Bilde: Nakauchi et al. / Universitetet i Tokyo

For å fjerne frykt, må du forstå hva og hvordan forskere gjør når de lager kimærer. Hovedmaterialet forskerne jobber med er stamceller, som har pluripotens – evnen til å bli til andre celler i kroppen (nerve, fett, muskel osv.) med unntak av morkaken og plommesekken. De introduseres i embryoene til andre organismer, hvoretter embryoet utvikler seg videre.

Grisemenn

Slik klarte en internasjonal gruppe forskere fra USA, Spania og Japan å lage gris-menneske, rotte-mus og ku-menneske kimærer. De rapporterte dette i en artikkel publisert i tidsskriftet Cell, som ble det første dokumentet som bekreftet vellykket "kimerisering" av fjernt beslektede arter.

Hovedproblemet er at det ikke er nok å introdusere pluripotente celler i et embryo og forvente at noe godt kommer ut. I stedet kan resultatet bli en organisme med katastrofale utviklingsproblemer, inkludert dannelse av teratomer. Det er nødvendig å slå av genene i mottakerembryoene slik at de ikke er i stand til å danne spesifikt vev. I dette tilfellet tar de implanterte stamcellene på seg oppgaven med å dyrke det manglende organet.

Først introduserte forskere rottestamceller i museembryoer på blastocyststadiet, når fosteret er en ball med flere dusin celler. Denne metoden kalles embryokomplementering. Formålet med eksperimentet var å finne ut hvilke faktorer som spiller en ledende rolle i interspesifikk kimærisme. Embryoene ble overført til kroppen til hunnmus og deretter utviklet seg til levende kimærer, hvorav den ene ble to år gammel.

Gener i embryoer ble slått av ved hjelp av CRISPR/Cas9-teknologi, som introduserer brudd i bestemte deler av DNA. For eksempel, når de testet tilnærmingen de brukte, blokkerte forskerne aktiviteten til et gen som spiller en viktig rolle i dannelsen av bukspyttkjertelen. Musene som ble født døde som et resultat, men da pluripotente rotteceller ble introdusert i embryoene, utviklet det manglende organet seg. Forskerne slo også av Nkx2.5-genet, uten hvilket embryoene led av alvorlige hjertefeil og var underutviklet. Kimerisering hjalp embryoene til å oppnå normal vekst, men det var aldri mulig å få levende kimærer.

Foto: Juan Carlos Izpisua Belmonte / Salk Institute for Biological Studies

Undersøkelse av de resulterende rottemusene viste at forskjellige musevev inneholdt forskjellige proporsjoner av rotteceller. Da forskere prøvde å introdusere rotteceller i griseblastocyster og deretter genetisk analyse fire uker gamle embryoer, fant de ikke DNA fra gnagere. Dette antyder at ikke alle dyr er egnet for kimerisering med hverandre, og vellykket poding av stamceller fra noen til embryoer til andre kan avhenge av genetiske, morfologiske eller anatomiske faktorer.

Hovedmålet til forskerne var å lage en menneske-gris-kimær for å se hvordan menneskelig vev ville utvikle seg inne i embryoet til et artiodaktyldyr som ikke drøvtygger. De brukte griseblastocyster og brukte en laserstråle for å lage mikroskopiske hull for påfølgende injeksjon av forskjellige grupper av pluripotente celler, som ble dyrket i ulike forhold. Embryoene ble deretter transplantert til purker, hvor de utviklet seg vellykket. Sporing av dynamikken til menneskelig materiale ble utført ved hjelp av et fluorescerende protein som menneskelige stamceller ble programmert til å produsere.

Som et resultat ble det dannet celler som var forløpere i griseembryoet forskjellige typer vev, inkludert hjertet, leveren og nervesystemet. Gris-menneske-hybridene fikk utvikle seg i tre til fire uker før de ble ødelagt av etiske årsaker.

Døve mus

Amerikanske forskere fra Boston var nylig i stand til å gjenopprette hørselen til mus som lider av en sjelden genetisk lidelse. indre øre. Til dette brukte de biologisk system genlevering (vektor) basert på nøytraliserte virus. Forskere har modifisert et adeno-assosiert virus som infiserer mennesker, men som ikke forårsaker sykdom.

Smittemidlet er i stand til å penetrere hårceller - reseptorer i hørselssystemet og vestibulært apparat hos dyr. Bioteknologer brukte en vektor for å reparere det defekte Ush1c-genet i cellene til nyfødte levende mus. Denne mutasjonen forårsaker døvhet, blindhet og balanseproblemer. Som et resultat ble dyrenes hørsel forbedret, slik at de kunne skille selv stille lyder.

Genteknologi er derfor ikke en måte å lage mutanter som truer menneskeheten. Det er et stadig bedre sett med metoder og verktøy for å forbedre livene og helsen til mennesker, spesielt de som er i stor nød. Siden etableringen av kimærer og genterapi ikke er så lett å implementere og noen ganger krever geniale løsninger, skjer ikke utviklingen av bioteknologi så raskt som vi ønsker. Imidlertid publiseres dusinvis av vitenskapelige artikler hvert år som utdyper og beriker vår kunnskap og ferdigheter.

4. august 2016 kunngjorde US National Institutes of Health (NIH) at de kom til å oppheve moratoriet for å lage kimærer. Det handler om om etisk kontroversielle eksperimenter der menneskelige stamceller injiseres i dyreembryoer, noe som resulterer i dannelsen av organismer som kombinerer dyre- og menneskelige egenskaper. Forskere kaller dem kimærer.

I Antikkens Hellas Chimeraer var mytologiske monstre med hodet og halsen til en løve, kroppen til en geit og halen til en slange. De samme kimærene er organismer med genetisk heterogent materiale. De kan tjene som praktiske biologiske modeller for å studere ulike sykdommer- for eksempel kreft eller nevrodegenerative syndromer kan bli en kilde til organer for transplantasjon. Men når eksperimentell biologi nærmer seg science fiction, frykter publikum at det kan føre til uforutsette konsekvenser.

Når du lager kimærer, brukes stamceller som har egenskapen pluripotens. Med andre ord, de er i stand til å bli til alle cellene til et menneskelig embryo. Cellene introduseres i det embryonale vevet til modellorganismer (mus, rotter, aper, griser og andre dyr) tidlige stadier, hvoretter embryoet får utvikle seg videre. I september 2015 uttrykte NIH bekymring for at hvis stamceller ble injisert i hjernen til mus, kan resultatet bli gnagere med endrede kognitive evner - det vil si dyr med "superintelligens." Derfor har NIH, som tildeler tilskudd til biomedisinsk forskning, besluttet å holde tilbake midler til eksperimenter med kimærer inntil ekspertene har undersøkt det etiske spørsmålet.

Noen forskningsgrupper i USA var imidlertid allerede i full gang med å lage kimærer. MIT Technology Review rapporterer at i 2015 var det rundt 20 forsøk på å produsere gris-menneske og sau-menneske kimærer. Dessverre ikke en eneste vitenskapelig arbeid har ennå ikke blitt publisert, og det har ikke vært rapporter om vellykket produksjon av dyr med menneskelig vev.

Eksperimenter med kimære organismer kombineres som genteknologi og stamcellebiologi. Det er ikke nok å bare introdusere pluripotente celler i et dyreembryo, siden resultatet i dette tilfellet kan være en organisme med katastrofale utviklingsforstyrrelser. Forskere slår vanligvis av gener i embryoer slik at de ikke kan danne spesifikt vev. I dette tilfellet tar stamceller på seg oppgaven med å danne det manglende organet, som ikke er forskjellig fra et menneske, noe som gjør det egnet for transplantasjon.

Ifølge kardiolog Daniel Garry ble de første testene utført i laboratoriet hans denne metoden. Forskere konstruerte griser som manglet visse skjelettmuskulatur og fartøyer. Slike dyr ville ikke være levedyktige, men forskere la til stamceller fra et annet griseembryo til embryoene. Resultatene imponerte det amerikanske militæret så mye at de tildelte Harry et stipend på 1,4 millioner dollar for å dyrke menneskehjerter fra griser. Forskeren hadde til hensikt å fortsette sin forskning til tross for NIH-moratoriet, og var en av 11 forfattere som publiserte et brev som kritiserte det biomedisinske senterets beslutning.

Forskere sa at NIH-moratoriet utgjør en trussel mot utviklingen av stamcellebiologi, utviklingsbiologi og regenerativ medisin, og uttrykte tvil om at bruk av stamceller kan produsere et "humanisert" dyr med høy intelligens. Spesielt påpekte de at xder nerveceller mennesker er implantert i hjernen til mus, førte ikke til fremveksten av altfor smarte gnagere.

Bilde: Nakauchi et al. / Universitetet i Tokyo

Som en forholdsregel tillater ikke noen forskere som jobber med å lage kimærer at kreasjonene deres blir født. Embryologer studerer embryoer for å få informasjon om hvor mye menneskelige stamceller bidrar til fosterutviklingen. Men til tross for at noen laboratorier spiller det trygt, eksisterer det allerede kimære dyr - for eksempel mus som er utstyrt med immunforsvar person. Slike dyr skapes gjennom innføring av lever- og thymusceller fra aborterte menneskelige embryoer i kroppen til allerede fødte gnagere.

Av størst interesse for forskere er etableringen av kimærer på blastocyststadiet, når fosteret er en ball som består av flere dusin celler. Denne metoden kalles embryokomplementering. I 2010 klarte forskere fra Japan å lage mus hvis bukspyttkjertelen bestod utelukkende av rotteceller. Hiromitsu Nakauchi, hovedforfatteren av papiret, bestemte seg senere for å lage en "grisemann", som han måtte flytte til USA for fordi vitenskapelige komiteer i Japan ikke godkjenner slike eksperimenter. Forskeren jobber nå ved Stanford University med et stipend fra California Institute of Regenerative Medicine. De fleste av de pluripotente cellene som er introdusert i embryoer i laboratoriet hans er laget av hans eget blod, sa han, fordi byråkratiske barrierer hindrer ham i å rekruttere frivillige utenfor.

De fleste hører ordet «kimer» og tenker på monstre skapt av gale forskere. Forskere må bevise at menneskelige celler faktisk kan formere seg og danne fullverdige og sunne organer hos dyr. Mus og rotter er ganske nær genetisk, så dannelsen av kimærer i i dette tilfellet utgjør ikke noe problem. Når det gjelder mennesker og griser, hvis felles stamfar levde for 90 millioner år siden, kan ting være annerledes.

Forskere tester allerede komplementeringen av et griseembryo med menneskelige stamceller, men forskningen startet først etter godkjenning av tre bioetiske kommisjoner. Stanford University, hvor forskningen utføres, begrenset utviklingstiden til embryoene til 28 dager (grisunger blir født på dag 114). Imidlertid vil fosteret være tilstrekkelig utviklet til at det kan fastslås hvor riktig organenes rudimenter er dannet.

Forrige uke foreslo NIH å erstatte moratoriet med ytterligere gjennomgang av en komité bestående av etikere og dyrevelferdseksperter. De vil ta hensyn til faktorer som typen menneskelige celler, hvor de befinner seg i embryoet, og mulige endringer i oppførsel og utseende dyr. Ekspertenes funn vil hjelpe NIH til å avgjøre om de skal finansiere prosjektet som vurderes.