Stworzono pierwsze świńsko-ludzkie embriony

Naukowcy stworzyli świńskie zarodki, które są w mniej niż 0,001 proc. ludzkie. To pierwszy krok w stronę kreacji międzygatunkowych chimer, łączących materiał genetyczny człowieka i innych zwierząt.

Nazwa chimery pochodzi od ziejącego ogniem potwora z mitologii greckiej, który miał głowę lwa, ciało kozy i ogon węża. W biologii chimery to organizmy powstałe z dwóch zapłodnionych komórek lub zygot pochodzących od różnych gatunków. W tym przypadku to komórki człowieka i świni. Istnieją istotne powody, dla których naukowcy chcą je tworzyć. Najważniejszy to brak narządów do przeszczepów, zwłaszcza serc i nerek. Chimery mogą stanowić rozwiązanie tej sytuacji, bo istnieją przesłanki, że po odpowiednich manipulacjach genetycznych, można by hodować ludzkie narządy w ciałach świń. Na pierwszy rzut oka idea ta wydaje się być przerażająca, ale wiele osób twierdzi, że nie jest gorsza od hodowli zwierząt do celów konsumpcyjnych.

- Ostatecznym celem jest rozwój funkcjonalny i transplantacja narządów oraz tkanek pozyskanych od zwierząt, ale jesteśmy daleko od tego. Nasze badania to ważny pierwszy krok - powiedział prof. Juan Carlos Izpisua Belmonte z Instytutu Salka w USA.

Reklama

Zespół Belmonte rozpoczął eksperymenty poprzez wprowadzenie komórek macierzystych szczura do zarodka myszy, coś co robiono już wcześniej. Przy użyciu narzędzi edycji genów usunięto geny myszy odpowiedzialne za rozwój poszczególnych narządów i zastąpiono je szczurzymi odpowiednikami.

- Szczurze komórki mają funkcjonalną kopię genu brakującego u myszy, dzięki czemu mogą one z powodzeniem wypełnić lukę w manipulowanym genomie - powiedział dr Jun Wu, który brał udział w eksperymentach.

Podobny proces został przeprowadzony z użyciem ludzkich komórek macierzystych. Wcześniej próbowano wprowadzić je do mysich zarodków, ale wyniki takich eksperymentów były niesatysfakcjonujące. Belmonte i Wu  wraz z 40-osobowym zespołem naukowców postanowili wprowadzić ludzkie komórki macierzyste do komórek krów i świń. Eksperymenty na krowach okazały się zbyt kosztowne, zatem cały nacisk położono na świnie.

Nawet to nie było łatwe. Ciąża u świń trwa mniej niż 4 miesiące, więc rozwój zarodka jest znacznie szybszy niż u ludzi. Z 2075 zarodków użytych w eksperymencie tylko 186 z nich rozwinęło się do etapu 28-dniowego.

- To tak, jakby samochód jadący normalną prędkością wjechał na autostradę. Różne prędkości skutkują większą liczbą wypadków - porównał Belmonte.

Naukowcom ostatecznie udało się wprowadzić ludzkie pluripotencjalne komórki macierzyste do komórek świńskich tworząc chimeryczny zarodek. Trzeba podkreślić, że był on tylko w 0,001 proc. ludzki. Zdecydowana większość materiału genetycznego pochodziła od świni. Mimo tego, uczeni zaobserwowali pierwsze oznaki działania ludzkich komórek.

- Jest to pierwszy raz, gdy ludzkie komórki rosną wewnątrz tak dużego zwierzęcia. Ludzie i świnie dzieli długi czas w ewolucji - wyjaśnił Belmonte.

Kontrowersyjne badania

Zarodki zniszczono po upływie 3-4 tygodni, po osiągnięciu maksymalnego etapu pozwalającego prawnie na hodowlę. Przez zniszczeniem, prezentowały one dobrą żywotność. Mimo że do etapu hodowli ludzkich narządów w ciałach innych zwierząt jest jeszcze daleko, naukowcy są przekonani, że chimery z większym stopniem ludzkich komórek mogłyby być przydatne, m.in. do przesiewowych badań leków przed testami u ludzi, lepszego zrozumienia pierwszych etapów rozwoju ludzkich zarodków czy wyjaśnienia różnic między organami u różnych gatunków.

- Uzyskanie wydajności w zakresie od 0,1 do 1 proc. ludzkich komórek powinno wystarczyć. Nawet na tym wczesnym etapie 28 dni, miliardy komórek w zarodku miałyby miliony komórek ludzkich, które można by wykorzystać do dalszych badań - powiedział Wu Raport opublikowany w czasopiśmie "Cell" (wydawanym przez Instytut Biologii Komórkowej w Szanghaju) wskazuje, że to osiągnięcie jest dopiero pierwszym krokiem, a wizja hodowli ludzkich narządów w ciałach innych zwierząt jest wciąż odległa. 

Badania tego typu budzą z oczywistych względów kontrowersje. Amerykański Instytut Zdrowia przez wiele lat podchodził z dużą dozą rezerwy do badań obejmujących krzyżowanie materiału genetycznego zwierząt i ludzi. W sierpniu 2016 roku podjęto decyzję o zdjęciu blokady na wykonywanie tego typu badań, jednak sam instytut bardzo dokładnie przygląda się placówkom specjalizującym się w takich przedsięwzięciach.

Naukowcy z Instytutu Salka zapewniają, że nie ma dowodów, aby ludzkie komórki były zaangażowane w proces formowania wczesnej postaci tkanki mózgowej. Nie ma podstaw, by wierzyć, że w wyniku tego typu eksperymentów mogłyby powstawać świnie z ludzkimi mózgami. Nie wszyscy naukowcy się z tym zgadzają, neurolog Steve Goldman z Uniwersytetu Rochester, zajmujący się badaniami komórek macierzystych korzystając z myszy, uważa, że przedsięwzięcia naukowe o tej tematyce mogą prowadzić do "mrocznej strony" nauki - czytamy w dokumentach Amerykańskiego Instytut Zdrowia.


Dowiedz się więcej na temat: embriony | zwierzęta-chimery | genetyka | świnie | ksenotransplantacje
Najlepsze tematy