Interspecies Chimera: Novo upanje za ljudi, ki potrebujejo presaditev organov

Prva študija, ki je pokazala razvoj medvrstne himere kot novega vira organov za presaditev

V študiji, objavljeni v Cell¹, himere – poimenovane po mitski pošasti lev-koza-kača – so prvič narejene s kombinacijo materiala iz ljudi in živali. The človeške celice je mogoče uspešno videti, kako raste v prašiču, potem ko se človeške matične celice (ki imajo sposobnost razvoja v katero koli tkivo) injicirajo v prašičji zarodek z najsodobnejšo tehnologijo matičnih celic.

Ta študija, ki jo je vodil profesor Juan Carlos Izpisua Belmonte na inštitutu Salk za biološke študije v Kaliforniji, je velik preboj in pionirsko delo pri razumevanju in uresničevanju potenciala medvrstne himere in zagotavlja izjemno sposobnost preučevanja zgodnjega razvoja zarodkov in orgle tvorba.

Kako se razvije himera človek-prašič?

Vendar pa avtorji opisujejo ta proces kot dokaj neučinkovit z nizko stopnjo uspešnosti le ~9 odstotkov, vendar so tudi opazili, da so človeške celice uspešno delovale, ko so del himere človek-prašič. Nizko stopnjo uspešnosti pripisujejo predvsem evolucijski vrzeli med človekom in prašič prav tako ni bilo dokazov, da bi se človeške celice vključevale v prezgodnjo obliko možganov tkivo. Nizka stopnja uspešnosti ni s stanjem, opažanja kažejo, da milijarde celic v himeri zarodkov še vedno na milijone človeških celic. Samo testiranje teh celic (celo 0.1 % do 1 %) bi bilo vsekakor smiselno v širšem kontekstu za doseganje dolgoročnega razumevanja medvrstne himere.

Približno ob istem času je bila objavljena tudi sorodna študija himere v Nature, ki jo je vodil Hiromitsu Nakauchi s Stanfordskega inštituta za biologijo matičnih celic in regenerativno medicino, ki poroča o funkcionalnih otočkih v himerah podgane in miši.².

Etična razprava o himerah, kako daleč lahko gremo?

Vendar pa so študije, povezane z razvojem medvrstnih himer, tudi etično sporne in vzbujajo pomisleke glede tega, v kolikšni meri je takšne študije mogoče izvajati in so pravno in družbeno sprejemljive. To vključuje etično odgovornost in pravne organe odločanja ter sproža tudi številna vprašanja.

Če upoštevamo vse etične vidike, je negotovo, če a človeškega-živalska himera se lahko kadarkoli rodi. Ali bo etično, če svojo rojeno, a nedovoljeno pasmo naredijo sterilno? Vprašljivo je tudi, koliko odstotkov človeških možganskih celic je lahko del himere. Ali bi lahko himera padla v kakšno neprijetno sivo območje kot predmet med raziskavami na živalih in ljudeh. Znanstveniki ne vedo veliko o lastni vrsti zaradi številnih ovir za raziskave na ljudeh. Te ovire ne vključujejo nobene podpore za raziskave zarodkov, prepoved kakršnih koli kliničnih preskušanj, povezanih z gensko modifikacijo zarodne linije (celice, ki postanejo semenčice ali jajčeca), in omejitve raziskav človeške razvojne biologije.

Brez dvoma se bodo morali znanstveniki s temi vprašanji lotiti ob ustreznem času, namesto da bi se jim izognili. Takšna prizadevanja bodo zagotovila temelj in napredovala pot za nadaljnje raziskave, ki so etično utemeljene in bodo zagotovile globlji vpogled v »biti človek«.

Avtorji kategorično trdijo, da je njihov cilj predvsem razumeti, kako se celice dveh različnih vrst (tukaj prašiča in človeka) mešajo, diferencirajo in integrirajo ter da so himero človek-prašič analizirali v zelo zgodnji fazi razvoja.

Številni izzivi, a ogromno upanje za prihodnost

Ta študija je vznemirljiva, čeprav je etično zahtevna in predstavlja prvi korak k ustvarjanju presaljivih človeških organov z uporabo velikih živali (prašič, krava itd.), katerih orgle velikost in fiziologija je zelo blizu in podobna ljudem. Vendar, če pogledamo trenutno študijo, so stopnje imunske zavrnitve zelo visoke, ko govorimo. Prašičji vložki (celice iz prašiča) v vsak organ, ki raste v himeri, so izjemno velik izziv za vse misli o uspešni presaditvi organov v človeka.

Kljub temu je pravo upanje za prihodnost tukaj, da bi lahko imeli a nov vir organov za presaditev pri ljudeh z uporabo tehnologij matičnih celic in urejanja genov. To je pomembno in nujna trenutna potreba glede na ogromno potrebo po presaditvi med bolniki, od katerih jih veliko umre na čakalnem seznamu (zlasti zaradi težav z ledvicami in jetri) in tudi zaradi velikega pomanjkanja dovolj darovalcev.

Avtorji trdijo, da bo ta študija vplivala tudi na druga sorodna področja raziskav. Nadaljnji razvoj himer z razmeroma več človeškim tkivom ima posledice in uporabnost pri preučevanju pojavov bolezni pri ljudeh in za pregledovanje zdravil pred preskušanji na človeških udeležencih, poleg razumevanja razlik med vrstami. V tej študiji tehnologija ni bila uporabljena za človeške himere, vendar bi teoretično gledano lahko v prihodnosti razvili komplementarno metodologijo, da bi poskušali uporabiti himere za izdelavo človeških organov za presaditev. Več dela na tem področju bo dalo vpogled v možen uspeh in omejitve teh tehnologij, kadar se uporabljajo za razvoj himere.

To je prva in ključna študija o razvoju človeških in živalskih himer in utira pot k nadaljnjemu razumevanju znanstvene skupnosti o ustvarjanju in razvojnih poti celic v živalskem okolju.

***

Vir (i)

1. Wu J et al. 2018. Medvrstni himerizem s pluripotentnimi matičnimi celicami sesalcev. Celica. 168 (3). https://doi.org/10.1016/j.cell.2016.12.036

2. Yamaguchi T et al. 2018. Medvrstna organogeneza ustvarja avtologne funkcionalne otočke. Narava. 542. https://doi.org/10.1038/nature21070

***