Niektóre niezwykłe zarodki mogą wkrótce rosnąć w Japonii: komórki hybrydowe ludzko-mysie i ludzko-szczurowe, podają źródła wiadomości.
Grupa badawcza w Japonii otrzymała zgodę komitetu japońskiego rządu 24 lipca na kontynuację eksperymentu, który umieści rodzaj ludzkich komórek macierzystych (komórki, które mogą rosnąć w niemal dowolne komórki) w embrionach zwierzęcych.
Wewnątrz zarodków komórki ludzkie - zwane indukowanymi pluripotencjalnymi komórkami macierzystymi (iPS) - mogą wyrosnąć na określone narządy. Jeśli wszystko pójdzie dobrze, naukowcy planują ostatecznie wyhodować narządy ludzkie u innych zwierząt, takich jak świnie. Naukowcy powiedzieli, że być może te organy mogłyby kiedyś zostać wykorzystane do przeszczepów narządów u ludzi.
„Osobiście uważałem, że to bardzo ekscytujące”, że rząd japoński zatwierdził ten projekt, powiedział Ronald Parchem, asystent profesora neurologii w Baylor College of Medicine w Houston, który nie jest zaangażowany w nowe badania. „Ma ogromny potencjał, aby pomóc wielu osobom cierpiącym na wiele różnych chorób lub wymagających różnych rodzajów wymiany tkanek lub narządów”.
W miarę postępu badań pojawiają się jednak pytania naukowe i etyczne.
Jak się tu dostaliśmy
Japonia trafiła na pierwsze strony gazet w marcu, kiedy kraj cofnął zakaz hodowli ludzkich komórek w embrionach zwierzęcych po 14 dniu istnienia zarodka i przeszczepieniu tych zarodków do macicy zastępczego zwierzęcia. To odwrócenie było wielką sprawą dla Hiromitsu Nakauchi, biologa komórek macierzystych z Uniwersytetu Stanforda i Uniwersytetu Tokijskiego, który prowadzi tę linię badań od ponad dekady, donosi magazyn Nature.
Teraz, w oczekiwaniu na oficjalne zatwierdzenie w japońskim Ministerstwie Edukacji, Kultury, Sportu, Nauki i Technologii, badania Nakauchi mogą być po raz pierwszy zatwierdzone zgodnie z nowymi japońskimi wytycznymi, zgodnie z Nature.
Jeśli zostanie zatwierdzony, powiedział Nakauchi, planuje iść do przodu małymi krokami, najpierw programując embriony myszy i szczurów, aby nie hodować trzustki. Nakauchi przeniesie następnie ludzkie komórki iPS do tych zarodków, mając nadzieję, że wszczepione komórki podejmą wyzwanie, w efekcie wyhodując „ludzką” trzustkę w zarodkach gryzoni.
Gdy zarodki się rozwiną i urodzą jako pełnoprawne szczury i myszy, naukowcy planują spędzić do dwóch lat na monitorowaniu małych. Ten etap jest kluczowy, ponieważ rząd nałożył pewne zróżnicowane ograniczenia na badania. Na przykład, jeśli naukowcy znajdą komórki ludzkie w ponad 30% mózgów gryzoni, muszą przerwać eksperyment. Ma to zapewnić, że „humanizowane” zwierzę nie powstanie, donosi serwis informacyjny ScienceAlert.
Humanizowana mysz?
Pojęcie humanizowane jest niejasne. Ale w gruncie rzeczy niektórzy naukowcy i etyki obawiają się, że jeśli zbyt wiele ludzkich komórek wślizgnie się do mózgu myszy, wówczas „ten mózg myszy może mieć jakąś zmianę poznawczą lub zdolności umysłowe”, powiedział Parchem dla Live Science. „W rzeczywistości nie wiemy, co się wydarzy. Nasz trening sugeruje, że jest bardzo mało prawdopodobne, że dostaniesz mysz o ludzkich cechach… Może się okazać, że w mózgu jest więcej fałdowania lub coś w rodzaju neuroprzekaźnika. „
Innymi słowy, mało prawdopodobne jest, aby mysz hybrydowa zachowywała się jak człowiek. Parchem powiedział, że mysz może mieć pewne cechy molekularne podobne do ludzkich.
Ale ten scenariusz jest mało prawdopodobny, powiedział Nakauchi. W poprzednim eksperymencie umieścił ludzkie komórki iPS w zapłodnionym jaju owczym, a następnie przeszczepił zarodek owcy na Uniwersytecie Stanforda. Przeszczepione komórki ludzkie nie przekształciły embrionu w dziwne zwierzę-owcę, powiedział. (Zarodek hybrydowy nie został unieruchomiony; został zniszczony po 28 dniach rozwoju).
„Liczba ludzkich komórek hodowanych w ciałach owiec jest bardzo mała, na przykład 1 na tysiące lub 1 na dziesiątki tysięcy”, powiedział Nakauchi dla japońskiego dziennika Asahi Shimbun. „Na tym poziomie nigdy nie narodzi się zwierzę o ludzkiej twarzy”.
Jego zespół planuje również spróbować eksperymentu z innymi narządami, w tym wątrobami ludzkimi i nerkami, podał Asahi Shimbun.
Pytania naukowe i etyczne
Metoda Nakauchi jest rzetelna naukowo, ponieważ nie polega tylko na wstawieniu komórek jednego gatunku do zarodka innego gatunku - coś, co nie zawsze działa. A kiedy tak się dzieje, efekt końcowy jest znany jako chimeryzm, mieszanina komórek z dwóch lub więcej organizmów.
„Za każdym razem, gdy weźmiesz gatunek i wymieszasz go z innym, gatunek żywicielski ogólnie robi to lepiej” - powiedział Parchem. „Jeśli weźmiesz komórkę szczura i umieścisz ją w mysiej blastocystie, komórki szczurów będą w niekorzystnej sytuacji. Dlatego generalnie chimeryzm jest bardzo niski”.
Jednakże, gdy cały organ, taki jak trzustka, zostanie wyeliminowany w gospodarzu, wprowadzone komórki innego gatunku mają szansę. „Nie muszą konkurować, aby wytworzyć trzustkę” - powiedział Parchem. „A następnie te inne gatunki komórek mogą wnieść duży udział komórek, które wytwarzają określoną tkankę lub narząd. W przeciwnym razie nie jest to bardzo prawdopodobne”.
Parchem zauważył, że od dziesięcioleci naukowcy eksperymentowali z chimeryzmem na zwierzętach innych niż ludzkie - szczególnie tych, które są blisko ze sobą spokrewnione, takich jak przepiórki i kurczaki - ponieważ pomaga naukowcom poznać biologię rozwoju. Ale „nasza zdolność do wytwarzania ludzkich chimerów jest w rzeczywistości bardzo słaba”, powiedział. „Wszystkie dowody wskazują, że ludzkie komórki bardzo słabo włączają się w inne gatunki, na które patrzyliśmy, takie jak świnia, mysz, szczur i owca”.
Eksperymenty z ludzką chimerą mogą odnieść większy sukces, jeśli inne zwierzęta nie będą naczelnymi, które są bliżej spokrewnione z ludźmi niż inne zwierzęta laboratoryjne. Ale Parchem powiedział, że nigdy nie słyszał o takim eksperymencie, który „jest oczywiście bardziej obarczony problemami etycznymi” niż testowanie na myszach lub owcach, powiedział.
Na razie naukowcy będą musieli zobaczyć, jak przebiegają eksperymenty Nakauchi. Jak powiedział Nakauchi „Asahi Shimbun”: „Nie spodziewamy się natychmiastowego stworzenia ludzkich narządów, ale pozwala nam to przyspieszyć nasze badania w oparciu o zdobyte do tej pory know-how”.
W Stanach Zjednoczonych stworzono hybrydy człowiek-zwierzę, ale nigdy nie doprowadzono ich do końca, donosi Nature. Co więcej, takie badania muszą być finansowane ze środków prywatnych w USA, ponieważ w 2015 r. National Institutes of Health wprowadziło moratorium na opłacenie takich badań.
