Pirmais pētījums, lai parādītu starpsugu himēras attīstību kā jaunu orgānu avotu transplantācijas
Pētījumā, kas publicēts Cell1, kimēras – nosauktas mītiskā lauvas-kazas-čūskas briesmoņa vārdā – pirmo reizi tiek izgatavotas, apvienojot cilvēku un dzīvnieku materiālus. The cilvēka šūnām var veiksmīgi redzēt augam cūkas iekšienē pēc tam, kad cilvēka cilmes šūnas (kuras spēj attīstīties jebkuros audos) ir ievadītas cūkas embrijā, izmantojot visprogresīvāko cilmes šūnu tehnoloģiju.
Šis pētījums, ko vadīja profesors Huans Karloss Izpisua Belmonte Solkas Bioloģisko pētījumu institūtā Kalifornijā, ir milzīgs sasniegums un pionieru darbs, lai izprastu un realizētu potenciālu. starpsugu himēras un nodrošina vēl nebijušu iespēju pētīt agrīnu embriju attīstību un orgāns veidošanās.
Kā veidojas cilvēka un cūkas himēra?
Tomēr autori šo procesu raksturo kā diezgan neefektīvu ar zemu panākumu līmeni tikai ~ 9 procentiem, taču viņi arī novēroja, ka cilvēka šūnas tika veiksmīgi funkcionētas, ja tās ir daļa no cilvēka un cūkas himēras. Zemais panākumu līmenis galvenokārt ir saistīts ar evolūcijas plaisām starp cilvēku un cūku, un arī nebija pierādījumu, ka cilvēka šūnas integrētos priekšlaicīgā smadzeņu audu formā. Zemais panākumu līmenis, kas nav saistīts ar stāvēšanu, novērojumi liecina, ka miljardos šūnu himēras embrijā joprojām būtu miljoniem cilvēka šūnu. Šo šūnu testēšana vien (pat 0.1% līdz 1%) noteikti būtu nozīmīga plašākā kontekstā, lai panāktu ilgtermiņa izpratni par starpsugu himēru.
Aptuveni tajā pašā laikā žurnālā Nature tika publicēts arī saistīts himēru pētījums, kuru vadīja Hiromitsu Nakauči Stenfordas Cilmes šūnu bioloģijas un reģeneratīvās medicīnas institūtā, kurā ziņots par funkcionālām saliņām žurku-peļu kimērās.2.
Ētiska diskusija par himerām, cik tālu mēs varam iet?
Tomēr pētījumi, kas saistīti ar starpsugu himēru attīstību, ir arī ētiski apšaubāmi un rada bažas par to, cik lielā mērā šādus pētījumus var veikt un vai tie ir juridiski un sociāli pieņemami. Tas ietver ētisku atbildību un juridiskas lēmumu pieņemšanas struktūras, kā arī rada vairākus jautājumus.
Ja ņemam vērā visus ētiskos apsvērumus, nav skaidrs, vai a cilvēka-dzīvnieku kimēra var piedzimt jebkad. Vai tas būs ētiski, ja tā ir dzimusi, bet neatļauta šķirne, padarot to sterilu? Apšaubāms ir arī tas, cik procentuāli cilvēka smadzeņu šūnas var būt daļa no himēras. Vai himēra varētu nonākt kādā neērtā pelēkā zonā kā priekšmets starp dzīvnieku un cilvēku pētījumiem. Zinātnieki neko daudz nezina par savām sugām, jo ir daudz šķēršļu cilvēku pētījumiem. Šie šķēršļi ietver neatbalstīšanu embriju pētījumiem, jebkādu klīnisku pētījumu aizliegumu saistībā ar dzimumšūnu (šūnām, kas kļūst par spermu vai olšūnām) ģenētisko modifikāciju un ierobežojumus cilvēka attīstības bioloģijas pētniecībai.
Nav šaubu, ka zinātniekiem šie jautājumi būs jārisina piemērotā laikā, nevis jāizvairās no tiem. Šādi centieni nodrošinās pamatu un virzīs ceļu turpmākiem pētījumiem, kas ir ētiski pamatoti un sniegs dziļāku ieskatu par "būt cilvēkam".
Autori kategoriski norāda, ka viņu mērķis galvenokārt ir saprast, kā divu dažādu sugu (šeit cūkas un cilvēka) šūnas sajaucas, diferencējas un integrējas, un ka viņi ir analizējuši cilvēka un cūkas himēru ļoti agrīnā attīstības stadijā.
Vairāki izaicinājumi, bet milzīga cerība uz nākotni
Šis pētījums ir aizraujošs, neskatoties uz to, ka tas ir ētiski izaicinošs, un tas ir pirmais solis ceļā uz transplantējamu cilvēka orgānu radīšanu, izmantojot lielus dzīvniekus (cūkas, govis utt.). orgāns izmērs un fizioloģija ir ļoti tuvi un līdzīgi cilvēkiem. Tomēr, ja mēs skatāmies uz pašreizējo pētījumu, imūnās atgrūšanas līmenis ir ļoti augsts. Cūku ieguldījums (šūnas no cūkas) katrā orgānā, kas aug himērā, ir ārkārtīgi liels izaicinājums jebkurai domai par veiksmīgu orgānu transplantāciju cilvēkiem.
Tomēr patiesā nākotnes cerība šeit ir iespēja iegūt a jauns orgānu avots transplantācijai cilvēkiem, izmantojot cilmes šūnu un gēnu rediģēšanas tehnoloģijas. Tas ir svarīgi un stundas nepieciešamība, ņemot vērā milzīgo vajadzību pēc transplantācijas pacientiem, no kuriem daudzi mirst gaidīšanas sarakstā (īpaši ar nierēm un aknām), kā arī to, ka trūkst pietiekami daudz donoru.
Autori apgalvo, ka šis pētījums ietekmēs arī citas saistītās pētniecības jomas. Neskaitot atšķirību izpratni starp sugām, nepārtraukta tādu kimēru attīstība, kurās ir salīdzinoši vairāk cilvēka audu, ir ietekme un lietderība, pētot cilvēku slimību rašanos un narkotiku skrīningu pirms izmēģinājumiem ar cilvēkiem. Šajā pētījumā šī tehnoloģija netika izmantota cilvēku himērām, taču teorētiski nākotnē varētu izstrādāt papildu metodoloģiju, mēģinot izmantot kimēras, lai izveidotu cilvēka orgānus transplantācijai. Vairāk darba šajā jomā sniegs ieskatu par šo tehnoloģiju iespējamiem panākumiem un ierobežojumiem, ja tās izmanto, lai izstrādātu himēru.
Šis ir pirmais un izšķirošais pētījums par cilvēku un dzīvnieku himēru attīstību un paver ceļu, lai veicinātu zinātnieku aprindu izpratni par šūnu radīšanu un attīstības ceļiem dzīvnieku vidē.
***
Avots (-i)
1. Wu J et al. 2018. Starpsugu himērisms ar zīdītāju pluripotentām cilmes šūnām. Šūna. 168 (3). https://doi.org/10.1016/j.cell.2016.12.036
2. Yamaguchi T et al. 2018. Starpsugu organoģenēze rada autologas funkcionālas saliņas. Daba. 542. https://doi.org/10.1038/nature21070
