Πρώτη μελέτη που δείχνει την ανάπτυξη της χίμαιρας μεταξύ των ειδών ως νέα πηγή οργάνων για 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 και παρέχει άνευ προηγουμένου ικανότητα μελέτης της πρώιμης ανάπτυξης εμβρύων και 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 χοίρος and also there was no evidence that human cells were integrating into the premature form of εγκέφαλος tissue. The low success rate not with standing, the observations show that billions of cells in the chimera έμβρυο 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.
Αν λάβουμε υπόψη όλους τους ηθικούς λόγους, είναι αβέβαιο εάν α ανθρώπινος-η χίμαιρα των ζώων μπορεί να γεννηθεί ποτέ. Θα είναι ηθικό αν γεννηθεί αλλά δεν του επιτρέπεται να αναπαραχθεί καθιστώντας το στείρο; Επίσης, το πόσο ποσοστό των ανθρώπινων εγκεφαλικών κυττάρων μπορεί να είναι μέρος της χίμαιρας είναι επίσης αμφίβολο. Θα μπορούσε η χίμαιρα δυνητικά να πέσει σε κάποια άβολη γκρίζα περιοχή ως θέμα μεταξύ της έρευνας σε ζώα και ανθρώπους. Οι επιστήμονες δεν γνωρίζουν πολλά για το δικό τους είδος λόγω των πολλών εμποδίων στην έρευνα για τους ανθρώπους. Αυτοί οι φραγμοί περιλαμβάνουν τη μη υποστήριξη για την έρευνα σε έμβρυα, την απαγόρευση οποιωνδήποτε κλινικών δοκιμών που σχετίζονται με τη γενετική τροποποίηση της βλαστικής σειράς (κύτταρα που γίνονται σπέρμα ή ωάρια) και περιορισμούς στην έρευνα της ανθρώπινης αναπτυξιακής βιολογίας.
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 το μέγεθος και η φυσιολογία είναι πολύ κοντά και παρόμοια με τον άνθρωπο. Ωστόσο, αν δούμε την τρέχουσα μελέτη, τα επίπεδα ανοσολογικής απόρριψης είναι πολύ υψηλά όσο μιλάμε. Οι συνεισφορές χοίρου (κύτταρα από χοίρο) σε κάθε όργανο που αναπτύσσεται στη χίμαιρα είναι μια εξαιρετικά μεγάλη πρόκληση για κάθε σκέψη σχετικά με την επιτυχή μεταμόσχευση οργάνων σε ανθρώπους.
Ωστόσο, η πραγματική ελπίδα για το μέλλον εδώ είναι να μπορέσουμε να έχουμε ένα new source of organs for 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.
Οι συγγραφείς ισχυρίζονται ότι αυτή η μελέτη θα επηρεάσει και άλλους σχετικούς τομείς έρευνας. Η συνεχής ανάπτυξη χίμαιρων με σχετικά περισσότερο ανθρώπινο ιστό έχει επιπτώσεις και χρησιμότητα στη μελέτη της εμφάνισης ασθενειών στον άνθρωπο και στον έλεγχο φαρμάκων πριν από δοκιμές σε ανθρώπους συμμετέχοντες εκτός από την κατανόηση των διαφορών μεταξύ των ειδών. Σε αυτή τη μελέτη, η τεχνολογία δεν χρησιμοποιήθηκε για ανθρώπινες χίμαιρες, αλλά θεωρητικά μιλώντας μια συμπληρωματική μεθοδολογία θα μπορούσε να επινοηθεί στο μέλλον στην προσπάθεια χρήσης χίμαιρων για την κατασκευή ανθρώπινων οργάνων για μεταμόσχευση. Περισσότερη εργασία σε αυτόν τον τομέα θα δώσει πληροφορίες για την πιθανή επιτυχία και τους περιορισμούς αυτών των τεχνολογιών όταν χρησιμοποιούνται για την ανάπτυξη χίμαιρας.
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
