Pirmasis tyrimas, rodantis tarprūšinės chimeros vystymąsi kaip naują organų šaltinį transplantacijos
Tyrime, paskelbtame Cell1, chimeros – pavadintos mitinio liūto-ožkos-žalčio pabaisos vardu – pirmą kartą pagamintos derinant žmonių ir gyvūnų medžiagas. The žmogaus ląsteles gali būti sėkmingai matomas augantis kiaulės viduje po to, kai žmogaus kamieninės ląstelės (kurios gali išsivystyti į bet kokį audinį) yra sušvirkštos į kiaulės embrioną naudojant pažangiausią kamieninių ląstelių technologiją.
Šis tyrimas, kurį vedė profesorius Juanas Carlosas Izpisua Belmonte iš Salko biologinių tyrimų instituto Kalifornijoje, yra didžiulis proveržis ir pradininkas, padedantis suprasti ir realizuoti potencialą. tarprūšinės chimeros ir suteikia precedento neturintį gebėjimą tirti ankstyvą embriono vystymąsi ir organas formavimas.
Kaip sukurta žmogaus ir kiaulės chimera?
Tačiau autoriai šį procesą apibūdina kaip gana neefektyvų ir mažą sėkmės rodiklį – tik ~ 9 proc., tačiau jie taip pat pastebėjo, kad žmogaus ląstelės sėkmingai funkcionuoja, kai yra žmogaus ir kiaulės chimeros dalis. Mažas sėkmės rodiklis daugiausia siejamas su evoliuciniais atotrūkiais tarp žmogaus ir kiaulės, taip pat nebuvo įrodymų, kad žmogaus ląstelės integravosi į ankstyvą smegenų audinio formą. Mažas sėkmės rodiklis, o ne stovint, stebėjimai rodo, kad milijardai ląstelių chimeros embrione vis tiek turėtų milijonus žmogaus ląstelių. Vien šių ląstelių (net nuo 0.1% iki 1%) tyrimas tikrai būtų prasmingas platesniame kontekste, siekiant ilgalaikio supratimo apie tarprūšines chimeras.
Maždaug tuo pačiu metu žurnale Nature taip pat buvo paskelbtas susijęs chimeros tyrimas, kuriam vadovavo Hiromitsu Nakauchi Stanfordo kamieninių ląstelių biologijos ir regeneracinės medicinos institute, kuriame pranešama apie funkcines saleles žiurkių ir pelių chimerose.2.
Etinė diskusija apie chimeras, kiek toli galime eiti?
Tačiau tyrimai, susiję su tarprūšinių chimerų vystymusi, taip pat yra etiškai diskutuotini ir kelia susirūpinimą, kiek tokie tyrimai gali būti atliekami ir yra teisiškai bei socialiai priimtini. Tai apima etinę atsakomybę ir teisinius sprendimus priimančius organus, taip pat kyla keletas klausimų.
Jei atsižvelgsime į visus etinius sumetimus, neaišku, ar a žmogaus- Gyvūnų chimera gali gimti bet kada. Ar bus etiška, jei jis gimęs, bet neleidžiamas veisti padarant jį sterilų? Taip pat abejotina, kiek procentų žmogaus smegenų ląstelių gali būti chimeros dalis. Ar chimera gali patekti į kokią nors nepatogią pilką zoną kaip tarp gyvūnų ir žmonių tyrimų objektas. Mokslininkai mažai žino apie savo rūšis dėl daugybės kliūčių žmonių tyrimams. Šios kliūtys apima ne paramą embrionų tyrimams, bet kokių klinikinių tyrimų, susijusių su gemalo linijų (ląstelėmis, kurios tampa sperma arba kiaušiniais), genetiniu modifikavimu draudimą ir žmogaus vystymosi biologijos tyrimų apribojimus.
Be jokios abejonės, mokslininkai turės spręsti šiuos klausimus tinkamu laiku, o ne jų vengti. Tokios pastangos suteiks pagrindą ir paskatins tolesnius etiškai pagrįstus tyrimus ir suteiks gilesnių įžvalgų apie „buvimą žmogumi“.
Autoriai kategoriškai teigia, kad jų tikslas visų pirma yra suprasti, kaip dviejų skirtingų rūšių (čia kiaulės ir žmogaus) ląstelės maišosi, diferencijuojasi ir integruojasi, ir kad jie išanalizavo žmogaus ir kiaulės chimerą labai ankstyvoje vystymosi stadijoje.
Daug iššūkių, bet didžiulė viltis ateičiai
Šis tyrimas yra įdomus, nepaisant etinio iššūkio ir yra pirmasis žingsnis kuriant persodinamus žmogaus organus naudojant didelius gyvūnus (kiaules, karves ir kt.). organas dydis ir fiziologija yra labai artimi ir panašūs į žmones. Tačiau, jei pažvelgsime į dabartinį tyrimą, imuninės sistemos atmetimo lygis yra labai didelis. Kiaulių indėlis (ląstelės iš kiaulės) į kiekvieną organą, kuris auga chimeroje, yra nepaprastai didelis iššūkis bet kokioms mintims apie sėkmingą organų transplantaciją žmonėms.
Nepaisant to, tikroji ateities viltis čia yra galimybė turėti a naujas organų transplantacijai šaltinis žmonėms naudojant kamieninių ląstelių ir genų redagavimo technologijas. Tai svarbu ir valandos poreikis, atsižvelgiant į didžiulį transplantacijos poreikį pacientams, kurių daugelis miršta laukiančiųjų sąraše (ypač dėl inkstų ir kepenų nepakankamumo), taip pat į didžiulį donorų trūkumą.
Autoriai teigia, kad šis tyrimas turės įtakos ir kitoms susijusioms tyrimų sritims. Nuolatinis chimerų, turinčių santykinai daugiau žmogaus audinių, vystymas turi reikšmės ir naudingumo tiriant žmonių ligų atsiradimą ir tikrinant vaistus prieš bandymus su žmonėmis, neskaitant skirtingų rūšių skirtumų supratimo. Šiame tyrime ši technologija nebuvo naudojama žmogaus chimeroms, tačiau teoriškai ateityje būtų galima sukurti papildomą metodiką, bandant panaudoti chimeras žmogaus organams transplantacijai gaminti. Daugiau darbo šioje srityje padės suprasti galimą šių technologijų sėkmę ir apribojimus, kai jos naudojamos kuriant chimerą.
Tai pirmasis ir esminis žmonių ir gyvūnų chimerų vystymosi tyrimas, leidžiantis mokslo bendruomenei geriau suprasti ląstelių kūrimo ir vystymosi kelius gyvūnų aplinkoje.
***
Šaltiniai)
1. Wu J ir kt. 2018. Tarprūšinis chimerizmas su žinduolių pluripotentinėmis kamieninėmis ląstelėmis. Ląstelė. 168 straipsnio 3 dalį. https://doi.org/10.1016/j.cell.2016.12.036
2. Yamaguchi T ir kt. 2018. Tarprūšių organogenezės metu susidaro autologinės funkcinės salelės. Gamta. 542. https://doi.org/10.1038/nature21070
