First study to show development of interspecies chimera as a new source of organs for μεταμοσχεύσεις
Σε μια μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Cell1, οι χίμαιρες –που πήραν το όνομά τους από το μυθικό τέρας λιοντάρι-κατσίκα-φίδι– κατασκευάζονται για πρώτη φορά συνδυάζοντας υλικό από ανθρώπους και ζώα. ο ανθρώπινα κύτταρα μπορεί να παρατηρηθεί επιτυχώς να αναπτύσσεται μέσα σε ένα χοίρο μετά την έγχυση ανθρώπινων βλαστοκυττάρων (τα οποία έχουν την ικανότητα να αναπτυχθούν σε οποιονδήποτε ιστό) στο έμβρυο χοίρου με μια τεχνολογία αιχμής βλαστικών κυττάρων.
Αυτή η μελέτη με επικεφαλής τον καθηγητή Juan Carlos Izpisua Belmonte στο Salk Institute for Biological Studies στην Καλιφόρνια είναι μια τεράστια σημαντική ανακάλυψη και πρωτοποριακή εργασία για την κατανόηση και την υλοποίηση των δυνατοτήτων του μεταξύ των ειδών χίμαιρες and provides unprecedented ability to study early embryo development and όργανο σχηματισμός.
Πώς αναπτύσσεται η χίμαιρα ανθρώπου-χοίρου;
However, the authors describe this process as fairly inefficient with low success rate of only ~9 percent but they also observed that human cells were seen successfully functioning when part of a human-pig chimera. Thelow success rate is mainly attributed to the evolutionary gaps between human and pig and also there was no evidence that human cells were integrating into the premature form of brain tissue. The low success rate not with standing, the observations show that billions of cells in the chimera embryo would still have millions of human cells. The testing of these cells alone (even 0.1% to 1%) would certainly be meaningful in a larger context to achieve long term understanding of interspecies chimera.
Μια σχετική μελέτη χίμαιρας δημοσιεύθηκε επίσης περίπου την ίδια εποχή στο Nature με επικεφαλής τον Hiromitsu Nakauchi στο Stanford Institute for Stem Cell Biology and Regenerative Medicine που αναφέρει λειτουργικές νησίδες σε χίμαιρες αρουραίων και ποντικών2.
Ηθική συζήτηση γύρω από τις χίμαιρες, πόσο μακριά μπορούμε να φτάσουμε;
Ωστόσο, οι μελέτες που σχετίζονται με την ανάπτυξη διαειδικών χίμαιρων είναι επίσης δεοντολογικά συζητήσιμες και εγείρουν ανησυχίες σχετικά με τον βαθμό στον οποίο μπορούν να γίνουν τέτοιες μελέτες και είναι νομικά και κοινωνικά αποδεκτές. Αυτό συνεπάγεται ηθική ευθύνη και νομικά όργανα λήψης αποφάσεων και επίσης εγείρει πολλά ερωτήματα.
If we take into account all ethical considerations, it is uncertain if a ανθρώπινος-animal chimera can be ever born. Will it be ethical if its born but not allowed breed by making it sterile? Also, how much percentage of human brain cells can be part of chimera is also questionable. Could the chimera potentially fall into some uncomfortable gray area as a subject in between of animal and human research. Scientists don’t know much about their own species because of the many barriers to research on humans. These barriers include no support for embryo research, prohibition of any clinical trials related to germline (cells that become sperm or eggs) genetic modification and limitations on the human developmental biology research.
Χωρίς αμφιβολία, οι επιστήμονες θα πρέπει να αντιμετωπίσουν αυτά τα ερωτήματα την κατάλληλη στιγμή αντί να τα αποφύγουν. Τέτοιες προσπάθειες θα παράσχουν ένα θεμέλιο και θα προωθήσουν τον δρόμο για περαιτέρω έρευνα η οποία είναι ηθικά ορθή και θα παρέχει βαθύτερες γνώσεις για το «να είσαι άνθρωπος».
Οι συγγραφείς δηλώνουν κατηγορηματικά ότι στόχος τους είναι να κατανοήσουν πρωτίστως πώς τα κύτταρα δύο διαφορετικών ειδών (χοίρου και ανθρώπου εδώ) αναμειγνύονται, διαφοροποιούνται και ενσωματώνονται και ότι έχουν αναλύσει τη χίμαιρα ανθρώπου-χοίρου σε πολύ πρώιμο στάδιο ανάπτυξης.
Πολλές προκλήσεις αλλά τεράστια ελπίδα για το μέλλον
Αυτή η μελέτη είναι συναρπαστική παρά το γεγονός ότι είναι ηθικά προκλητική και σηματοδοτεί το πρώτο βήμα προς τη δημιουργία μεταμοσχεύσιμων ανθρώπινων οργάνων χρησιμοποιώντας μεγάλα ζώα (γουρούνι, αγελάδα κ.λπ.) των οποίων όργανο size and physiology is very close and similar to humans. However, if we look at the current study, the levels of immune rejection are very high as we speak. The pig contributions (cells from pig) into every organ that grows in the chimera is an extremely big challenge for any thoughts about successful organ transplantation into humans.
Ωστόσο, η πραγματική ελπίδα για το μέλλον εδώ είναι να μπορέσουμε να έχουμε ένα νέα πηγή οργάνων για μεταμοσχεύσεις στον άνθρωπο χρησιμοποιώντας τεχνολογίες βλαστικών κυττάρων και γονιδιακής επεξεργασίας. Αυτό είναι σημαντικό και η ανάγκη της ώρας, δεδομένης της τεράστιας ανάγκης για μεταμόσχευση μεταξύ των ασθενών, πολλοί από τους οποίους πεθαίνουν στη λίστα αναμονής (ειδικά με απαιτήσεις νεφρών και συκωτιών) και επίσης της τεράστιας έλλειψης αρκετών δοτών.
Authors assert that this study shall impact other related areas of research as well. The continued development of chimeras with relatively more human tissue has implications and usefulness in studying onset of diseases in humans and for screening drugs before trials on human participants apart from understanding the differences between the species. In this study, the technology was not used for human chimeras, but theoretically speaking a complementary methodology could be devised in the future in trying to use chimeras to make human organs for transplantation. More work in this area shall throw insights on the possible success and limitations of these technologies when used to develop chimera.
Αυτή είναι μια πρώτη και κρίσιμη μελέτη σχετικά με την ανάπτυξη ανθρώπινων και ζωικών χίμαιρων και ανοίγει τον δρόμο για την περαιτέρω κατανόηση της επιστημονικής κοινότητας σχετικά με τις διαδρομές δημιουργίας και ανάπτυξης των κυττάρων σε ένα ζωικό περιβάλλον.
***
Πηγές)
1. Wu J et al. 2018. Interspecies Chimerism with Mammalian Pluripotent Stem Cells. Κύτταρο. 168 (3). https://doi.org/10.1016/j.cell.2016.12.036
2. Yamaguchi T et al. 2018. Η οργανογένεση μεταξύ των ειδών δημιουργεί αυτόλογες λειτουργικές νησίδες. Φύση. 542. https://doi.org/10.1038/nature21070
