Embryoet er en hybrid av et menneske og en gris. Biologer fra USA, Japan og Spania injiserte menneskelige stamceller i et grisegg. Forskere har kalt embryoet som vokser 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 arten av genetiske sykdommer. For at forskningen skal gå videre, må forskerne ikke bare bevise effektiviteten til eksperimentene, men også deres etikk.

Hva er essensen av eksperimentet

En gruppe amerikanske forskere fra Salk Institute for Biological Research i California injiserte menneskelige stamceller i et griseembryo i tidlig stadium og plasserte det i dyrets livmor. En måned senere utviklet stamcellene seg til embryoer med rudimentene til menneskelig vev: hjertet, leveren og nevronene.

Av de 2075 transplanterte embryoene utviklet 186 seg til 28-dagersstadiet.De resulterende embryoene var "ekstremt ustabile," innrømmer forskere, men så langt er dette den mest vellykkede menneskelige hybriden. Forskere skriver at den resulterende kimæren er det viktigste skrittet mot å lage dyreembryoer med fungerende menneskelige organer.

Kilde: Cell Press

Det endelige målet er å dyrke funksjonelle og transplantasjonsklare organer, eksperimentene er første skritt mot dette, skriver WP, som siterer forskere fra California.

Resultatene av en lignende studie er rapportert i den første utgaven av tidsskriftet Nature i 2017. Ifølge 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 trengs det

Hovedmålet til forskere er dyrking av 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 forsøkt å dyrke kunstig vev utenfor menneskekroppen, men organene som utvikles i en petriskål (den såkalte beholderen for dyrking av mikroorganismer) er svært forskjellige fra de som dyrkes inne i en levende organisme.

Teknologien for dyrking av kunstige organer vil trolig være lik eksperimentet med mus og rotter, skriver The Washington Post. Rottene som ble transplantert med nye celler som en del av studiene beskrevet i Nature ble genmodifisert. De kunne ikke dyrke sin egen bukspyttkjertel, så stamcellene "fylte ut det tomme rommet." En del av kjertlene som dukket opp hos rotter ble transplantert inn i syke mus. Etter operasjonen levde musene med sunne glukosenivåer i ett år – et halvt liv på menneskelig skala, skriver WP.

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

Hvilke vanskeligheter

Forskere fra California har oppnådd 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 studier bør tidsfaktoren bli den viktigste, innrømmer forskerne.

"Så langt er antallet menneskelige celler i det resulterende embryoet veldig lite, 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 å oppnå effektivitet fra 0,1% til 1% av cellene," forklarte en av forfatterne av California-studien til BBC.

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

Etiske problemstillinger

I 2015 innførte US National Institutes of Health et moratorium på forskningsmidler som krysser menneske- og dyreceller. Siden stamceller kan utvikle seg til ethvert menneskelig vev, kan et dyr med en menneskelig hjerne potensielt skapes, sier noen bioetikere. Andre peker på brudd på den «symbolske grensen» mellom menneske og dyr, skriver WP.

California-forskere mener at frykten rundt «kimærene» er mer som myter enn kontrollerte eksperimenter, men innrømmer at muligheten for at et dyr blir født med menneskeceller er bekymringsfullt.

I august tillot US National Institutes of Health en tilbakevending til finansiering av kimærforskning. 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 klarte endelig 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-delen, men nå er det i ferd med å bli en realitet,» kommenterte Nakauchi den mulige opphevelsen av forbudet.

Daniel Sotnikov

Forhåndsvisningsbilde: stillbilde fra filmen "Chimera"

Toppbilde: WikiCommons

Imidlertid har noe som en revolusjon innen medisinsk vitenskap virkelig funnet sted. I slutten av januar publiserte det vitenskapelige tidsskriftet Cell en artikkel av molekylærbiolog Juan Carlos Ispisua Belmonte, som driver et laboratorium ved California Salk Institute (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

Hvis disse skapningene fikk bli født (og biologer ikke gjorde det, ikke minst av etiske årsaker), kunne de ikke formelt tilordnes noen biologisk art. Slike organismer kalles kimærer. Kimærer, som vi kjenner fra middelalderske miniatyrer, har ørnevinger festet til kroppen til en løve, og et slangestikk til geiteklover. Hvem husker en mus med en menneskelig aurikel på ryggen - resultatet av et høyprofilert eksperiment for 20 år siden, vil lett innrømme at biologer kan forvente noe annet enn det. Men slik sett hadde de nye skapningene fra Belmonte-laboratoriet knapt en sjanse til å overraske noen: etter fødselen ville de se ut som de mest vanlige griser. Det er bare at noen av cellene i kroppen deres - omtrent en tusendel av en prosent - ville inneholde rent menneskelig DNA. Og på denne måten ville smågrisene sammenligne seg gunstig med øremusen fra 1997, som var mer et eksperiment innen plastisk kirurgi og ikke hadde en eneste menneskelig celle.

Ifølge nyere estimater er det 30-40 billioner celler i mennesker, og omtrent like mange i en gris. 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.

Giver 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 27 000 nyrer, lunger, hjerter og tarmer transplantert per år. Og i alle 27 tusen tilfeller håndterer kirurger organene til levende eller døde mennesker. Men hvem ved sitt rette sinn ville våge å be om å bli transplantert til stedet for sitt eget sviktende hjerte tatt fra en gris, når prosedyren med det vanlige, menneskelige, er feilsøkt og fungerer perfekt? De som ikke vil nå turen til 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 en sjeldenhet. (I motsetning til USA, i Russland, i henhold til loven, anses alle som ikke uttrykkelig har forbudt fjerning av organene deres som en potensiell donor. Loven krever ikke samtykke fra pårørende for å bli spurt.) Bare tre personer ut av tusen, magasinet New Scientist siterer britiske data, dør under omstendigheter som gjør at organene deres er egnet for transplantasjon. Tallene varierer åpenbart fra land til land - de avhenger både av hvor raskt en ambulanse kommer til stedet for en ulykke eller skyting, som et resultat av at de mest lovende giverne dukker opp, og av hvor mange transplantasjonssentre som er i nærheten, hvor organene vil kunne avhendes på riktig måte. Til slutt må du finne og forberede for operasjonen en pasient fra "ventelisten" om noen flere timer - det er mye strengere kompatibilitetsregler her enn for blodtransfusjoner med de fire forskjellige gruppene.

Cellene som er minst utsatt for avvisning er våre egne. Hva om vi bruker dyr som inkubatorer for nyrer og bukspyttkjertel dyrket fra menneskeceller (og ideelt sett fra cellene til akkurat pasienten som organet skal transplanteres til)? 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 for oss.

Så du 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 et helt liv som om ingenting hadde skjedd. Alternativet er enda mer paradoksalt: de tok to tynne, presset dem mot hverandre - og fikk en feit mann. Hvis begge personer ennå ikke har fylt fire dager fra unnfangelsesøyeblikket, er ingenting umulig her. På dette stadiet er den fremtidige organismen en ball av identiske celler. "Du fjerner det ytre beskyttende laget fra livløs materie og forbinder embryoene fysisk," forklarte Virginia Papaioannu, professor ved Columbia University (USA), i et intervju hvordan forskere siden 1960-tallet har produsert kimærmus med et komplett sett med gener på to. enkeltpersoner på samme tid. Etter å ha kommet i kontakt, danner to embryoer ganske enkelt en ny større ball - nesten som såpebobler som møttes i luften. Cellekulen har ennå ikke et immunsystem som kan forhindre dette – så vel som alle andre systemer: de vil utvikle seg mye senere.

En mer subtil intervensjon er å legge til andres biomateriale til embryoet når cellene allerede er delt inn i forskjellige varianter. På blastocyststadiet er embryoet - både hos mus og mennesker - 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 er ikke dermed sagt at dette scenariet i sin reneste form åpner for spennende muligheter for transplantologer. Behovet for donororganer oppstår vanligvis senere - når en person allerede har passert fosterets alder. Hvordan krysse den med et annet embryo? Ta de cellene til en voksen organisme som ikke har fått et klart oppdrag (som hjerne- eller leverceller) og som ikke har mistet evnen til å bli til noe, som er karakteristisk for embryonale celler. De kalles stamceller, men de er sjeldne i kroppen. I 2012 ble Nobelprisen i medisin tildelt den japanske forskeren Shinya Yamanaka for å ha oppfunnet en måte å gjøre vanlige kroppsceller om til stamceller - for å glemme sin bakgrunn 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" - til enhver transformasjon) stamceller. Forskere av kimærer bruker dem også.

Er det mulig å kombinere embryoer av ulike arter på denne måten – for eksempel rotter og mus? Dette er hva Toshihiro Kobayashis team ved University of Tokyo først gjorde med stamceller i 2010 – og et amerikansk team som publiserte resultatene sine syv år senere perfeksjonerte metoden. Hvordan kan du være sikker på at du faktisk avlet en kimær? Ta utgangspunkt i embryoene som er dømt til døden med spesielt skadet DNA. Ved å bruke den nylig oppfunne CRISPR-Cas9 "gen-skalpellen", en DNA-punktredigeringsteknikk, slo forskerne ut genene som er ansvarlige for veksten av bukspyttkjertelen eller hjertet. Med en slik defekt er det ingen sjanse for å overleve (og til og med å bli født levende). Men så ble rottestamceller introdusert i embryoet. Og hvis en kimærmus fortsatt ble født, kunne forskerne være sikre på at et rottehjerte 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 fortalte på en eller annen måte rottecellene den rette konteksten, og de, etter å ha bukket under for påvirkningen, dannet et organ som var umulig i en rotte.

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 svangerskapslengder og forskjellige organstørrelser tyder på at celler er programmert til å dele seg med forskjellige hastigheter. Til slutt, kan kimærens lille rottehjerte pumpe blod gjennom en gigantisk griselever?

Men med mennesker er det ingen slike vanskeligheter: vi er mye nærmere griser - først og fremst når det gjelder størrelsen på organene. Derfor har griser (og minigriser som et eget alternativ) alltid vært nr. 1-kandidat for xenotransplantasjon. Parallelt med dyrking av menneskelige celler i en grisekropp, vurderer biologer også andre muligheter - for eksempel å ta og skjule fra menneskelig immunitet de proteinene på overflaten av griseceller som forårsaker den mest akutte reaksjonen. Slik forskning har pågått lenge, så grisen som kandidat for organtransplantasjon er ikke ny.

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

Fra dette øyeblikket til organene i en levende inkubator – år, sier forskerne. Og det er ikke bare det at andelen menneskeceller i kimærens kropp er for liten. Å se hvordan de vokser og hva som skjer med celler i en voksen organisme ville uansett vært vanskelig for forskere.

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

Muse- og rottekimærer, avlet tidligere, levde et fullverdig museliv da de var to år. Det er ingen grunn til å tro at kimærer fra mennesker og griser vil ha alvorlige helseproblemer som hindrer dem i å bli modne. De ble forhindret fra å bli født ikke av biologiske problemer, men av etiske. Så alvorlig at Salk Institute-teamet ble tvunget til å forske med private penger, fordi reglene til US National Institutes of Health - en analog av US Department of Health, som finansierer det meste av biomedisinsk forskning i landet - forbyr pengebruk. på eventuelle eksperimenter med innføring av menneskelige stamceller i dyreembryoer.

Hva er uetisk med fødselen av en gris med en menneskelig milt? Vår usikkerhet om resultatene av et slikt eksperiment. Proporsjonene av celler i et voksent embryo er ikke det samme som i embryoet. Og hvis griseceller seier med en million til én, er det ikke så skummelt som om menneskelige 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 det blant annet trengs 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- og grisekimerer, 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 genteknologi kan glede menneskeheten med. 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 de ønskede cellene. En annen retning som kan skremme folk som ikke er for kunnskapsrike innen vitenskap, er etableringen av kimære embryoer som kombinerer menneskelige celler og andre organismer. Men det som først virker uhyggelig, viser seg faktisk å være en praktisk måte å lage organer på.

Nyrer eller lunger som er oppnådd ved å dyrke kimære embryoer vil være egnet for transplantasjon til mennesker i nød. De som frykter et mutantopprør bør tenke at de virkelige fordelene med denne teknologien oppveier den vage frykten til science fiction-pessimister.

Bilde: Nakauchi et al. / Universitetet i Tokyo

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

grisemenn

Slik klarte et internasjonalt team av forskere fra USA, Spania og Japan å lage kimærene gris-menneske, rotte-mus og ku-menneske. De rapporterte dette i en artikkel publisert i tidsskriftet Cell, som er det første dokumentet som bekrefter vellykket "kimerisering" av fjernt beslektede arter.

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

Først injiserte forskerne rottestamceller i museembryoer på blastocyststadiet, når fosteret er en kule av flere dusin celler. Denne metoden kalles embryokomplementering. Hensikten med forsøket var å finne ut hvilke faktorer som spiller en ledende rolle i interartskimerisme. Embryoene ble overført til kroppen til hunnmus, hvoretter de utviklet seg til levende kimærer, hvorav den ene overlevde til en alder av to.

Genene i embryoene ble slått av ved hjelp av CRISPR/Cas9-teknologi, som introduserer brudd i spesifikke DNA-regioner. For eksempel, når de testet deres tilnærming, blokkerte forskerne aktiviteten til et gen som spiller en viktig rolle i dannelsen av bukspyttkjertelen. De fødte musene døde som et resultat, men da rottepluripotente celler ble introdusert i embryoene, utviklet det manglende organet seg. Forskerne slo også av Nkx2.5-genet, uten hvilket embryoene led av alvorlige misdannelser i hjertet og viste seg å være underutviklet. Kimerisering hjalp embryoene til å oppnå normal vekst, men det var ikke mulig å få levende kimærer.

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

Undersøkelse av de oppnådde rottemusene viste at forskjellige musevev inneholdt forskjellige proporsjoner av rotteceller. Da forskerne prøvde å introdusere rotteceller i griseblastocyster og deretter genetisk analyserte fire uker gamle embryoer, fant de ingen gnager-DNA. Dette antyder at ikke alle dyr er egnet for kimerisering med hverandre, og vellykket inokulering av stamceller fra ett embryo til et annet kan avhenge av genetiske, morfologiske eller anatomiske faktorer.

Hovedmålet til forskerne var å lage en kimær av et menneske og en gris for å spore hvordan menneskelig vev ville utvikle seg inne i embryoet til et artiodaktyldyr som ikke drøvtygger. De brukte svineblastocyster og ved hjelp av en laserstråle laget de mikroskopiske hull for påfølgende injeksjon av ulike grupper av pluripotente celler som ble dyrket under forskjellige forhold. Deretter ble embryoene transplantert til purker, hvor de utviklet seg med hell. Sporing av dynamikken til menneskelig materiale ble utført ved hjelp av et fluorescerende protein, hvis produksjon ble programmert av menneskelige stamceller.

Som et resultat ble det dannet celler i griseembryoet, som er forløperne til ulike typer vev, inkludert hjertet, leveren og nervesystemet. Gris-menneske-hybrider 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 i det indre øret. For å gjøre dette brukte de et biologisk genleveringssystem (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 trenge inn i hårcellene - reseptorer i hørselssystemet og vestibulære apparater hos dyr. Bioteknologer har brukt vektoren til å reparere det defekte Ush1c-genet i celler fra nyfødte levende mus. Denne mutasjonen forårsaker døvhet, blindhet og balanseforstyrrelser. Som et resultat forbedret dyrene hørselen, noe som gjorde at de kunne skille selv stille lyder.

Genteknologi er dermed 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 har sårt behov for det. Siden etableringen av kimærer og genterapi ikke er så lett å implementere og noen ganger krever geniale løsninger, går ikke utviklingen av bioteknologi så raskt som vi skulle ønske. Imidlertid publiseres dusinvis av vitenskapelige artikler hvert år, som utdyper og beriker vår kunnskap og ferdigheter.

4. august 2016 sa US National Institutes of Health (NIH) at de kom til å oppheve moratoriet for kimærer. Vi snakker om etisk kontroversielle eksperimenter der menneskelige stamceller sprøytes inn i dyreembryoer – som et resultat dannes det organismer som kombinerer dyre- og menneskeegenskaper. Forskere kaller dem kimærer.

I antikkens Hellas ble mytologiske monstre med hodet og halsen til en løve, kroppen til en geit og halen til en slange kalt kimærer. De samme kimærene er organismer med genetisk heterogent materiale. De kan tjene som praktiske biologiske modeller for å studere ulike sykdommer, som kreft eller nevrodegenerative syndromer, og kan bli en kilde til organer for transplantasjon. Men når eksperimentell biologi kommer nær science fiction, frykter publikum at dette kan føre til uforutsette konsekvenser.

Når du lager kimærer, brukes stamceller med egenskapen pluripotens. Med andre ord, de er i stand til å bli til alle cellene til det menneskelige embryoet. Celler introduseres i embryonale vev fra modellorganismer (mus, rotter, aper, griser og andre dyr) på svært tidlige stadier, hvoretter embryoet får utvikle seg videre. I september 2015 uttrykte NIH bekymring for at hvis stamceller ble injisert i hjernen til mus, kunne 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 kimæreksperimenter inntil deres eksperter undersøker det etiske spørsmålet.

Likevel var noen forskningsgrupper i USA allerede opptatt med å lage kimærer. MIT Technology Review rapporterer at det ble gjort rundt 20 forsøk i 2015 på å produsere gris-menneske og sau-menneske kimærer. Dessverre er det ikke publisert noe vitenskapelig arbeid så langt, og det har ikke vært rapporter om vellykket produksjon av dyr med menneskelig vev.

Eksperimenter med kimære organismer kombinerer både genteknologi og stamcellebiologi. Det er ikke nok å bare introdusere pluripotente celler i et dyreembryo, siden det i dette tilfellet kan oppstå en organisme med katastrofale utviklingsforstyrrelser. Forskere "slår av" gener hos fostre, 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 av denne metoden utført i laboratoriet hans. Forskerne designet griser som manglet noen av skjelettmusklene og blodårene. Slike dyr ville ikke være levedyktige, men forskerne la til stamceller fra et annet griseembryo til embryoene. Det amerikanske militæret var så imponert over resultatene at de tildelte Garry et stipend på 1,4 millioner dollar for å dyrke menneskehjerter fra griser. Forskeren skulle fortsette sin forskning til tross for NIH-moratoriet, og var en av 11 forfattere som publiserte et brev som kritiserte beslutningen fra det biomedisinske senteret.

Forskere sa at NIH-moratoriet utgjør en trussel mot utviklingen av stamcellebiologi, utviklingsbiologi og regenerativ medisin, og uttrykte tvil om at det er mulig å få tak i et «humanisert» dyr med høy intelligens ved hjelp av stamceller. Spesielt påpekte de at eksperimenter innen xenotransplantasjon, der menneskelige nerveceller blir introdusert i hjernen til mus, ikke førte til fremveksten av for smarte gnagere.

Bilde: Nakauchi et al. / Universitetet i Tokyo

Som en forholdsregel tillater ikke noen kimærforskere at kreasjonene deres blir født. Embryologer studerer fostre for å finne ut hvor mye menneskelige stamceller bidrar til fosterutviklingen. Men til tross for at individuelle laboratorier spiller det trygt, eksisterer det allerede kimære dyr - for eksempel mus som er utstyrt med et menneskelig immunsystem. Slike dyr skapes gjennom innføring av lever- og thymusceller fra aborterte menneskefostre 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 lyktes forskere i Japan å lage mus hvis bukspyttkjertel var laget utelukkende av rotteceller. Hiromitsu Nakauchi, hovedforfatteren av verket, bestemte seg senere for å lage en "menneskelig gris", som han måtte flytte til USA for, siden vitenskapelige komiteer i Japan ikke godkjenner slike eksperimenter. Nå jobber forskeren ved Stanford University på et stipend fra California Institute of Regenerative Medicine. De fleste av de pluripotente cellene som injiseres i embryoene i laboratoriet hans er laget av hans eget blod, sier han, ettersom byråkratiske barrierer hindrer utenforstående i å rekruttere frivillige.

De fleste, når de hører ordet "kimer", forestiller seg monstre skapt av gale forskere. Forskere må bevise at menneskelige celler faktisk kan formere seg og danne fulle og sunne organer hos dyr. Mus og rotter er ganske nære genetisk, så opprettelsen av kimærer i dette tilfellet er ikke et 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 forskning begynte først etter godkjenning av tre bioetiske kommisjoner. Stanford University, hvor forskningen utføres, har begrenset utviklingstiden til embryoene til 28 dager (griser blir født på dag 114). Likevel vil fosteret være tilstrekkelig utviklet slik at det kan bestemmes hvor riktig organer er dannet.

I forrige uke foreslo NIH å erstatte moratoriet med en ekstra gjennomgang av en komité bestående av etikere og dyrevelferdseksperter. De vil ta hensyn til faktorer som typen menneskeceller, hvor de er plassert i embryoet, og mulige endringer i dyrets atferd og utseende. Ekspertenes funn vil hjelpe NIH til å avgjøre om det skal finansieres eller ikke.