211service.com
Menneske-dyr-kimærer blir svangerskap på amerikanske forskningsfarmer
På grunn av et finansieringsforbud satt på plass av USAs beste helsebyrå, går noen amerikanske forskningssentre videre med forsøk på å dyrke menneskelig vev inne i griser og sauer med mål om å skape hjerter, lever eller andre organer som trengs for transplantasjoner.
Arbeidet med å inkubere organer hos husdyr er etisk ladet fordi det innebærer å legge menneskeceller til dyreembryoer på måter som kan viske ut linjen mellom arter.
Sist september, i en reversering av tidligere politikk, National Institutes of Health annonsert den ville ikke støtte studier som involverer slike menneske-dyr-kimærer før den hadde gjennomgått de vitenskapelige og sosiale implikasjonene nærmere.
Hiromitsu Nakauchi
Byrået sa i en uttalelse at det var bekymret for sjansen for at dyrs kognitive tilstand kan endres hvis de ender opp med menneskelige hjerneceller.
NIH-aksjonen ble utløst etter at den fikk vite at forskere hadde begynt slike eksperimenter med støtte fra andre finansieringskilder, inkludert fra Californias statlige stamcellebyrå. Blandingene mellom mennesker og dyr blir skapt ved å injisere menneskelige stamceller i dager gamle dyreembryoer, og deretter drakter disse i kvinnelige husdyr.
Basert på intervjuer med tre lag, to i California og ett i Minnesota, MED Teknologigjennomgang anslår at rundt 20 drektigheter av gris-menneske eller sau-menneske-kimærer har blitt etablert i løpet av de siste 12 månedene i USA, selv om så langt ingen vitenskapelig artikkel som beskriver arbeidet har blitt publisert, og ingen av dyrene ble brakt til termin.
Omfanget av forskningen ble delvis avslørt under presentasjoner laget på NIHs Maryland campus i november på byråets forespørsel. En forsker, Juan Carlos Izpisua Belmonte fra Salk Institute, viste upubliserte data om mer enn et dusin griseembryoer som inneholder menneskelige celler. En annen, fra University of Minnesota, ga fotografier av et 62 dager gammelt grisefoster der tilsetning av menneskeceller så ut til å ha reversert en medfødt øyefeil.
Eksperimentene er avhengige av en banebrytende fusjon av teknologier, inkludert nylige gjennombrudd innen stamcellebiologi og genredigeringsteknikker. Ved å modifisere gener kan forskere nå enkelt endre DNA i grise- eller saueembryoer slik at de genetisk ikke er i stand til å danne et spesifikt vev. Så, ved å legge til stamceller fra en person, håper de at menneskecellene vil ta over jobben med å danne det manglende organet, som deretter kan høstes fra dyret for bruk i en transplantasjonsoperasjon.
Vi kan lage et dyr uten hjerte. Vi har konstruerte griser som mangler skjelettmuskulatur og blodårer, sier Daniel Garry, en kardiolog som leder et kimærprosjekt ved University of Minnesota. Selv om slike griser ikke er levedyktige, kan de utvikle seg riktig hvis noen få celler tilsettes fra et normalt griseembryo. Garry sier at han allerede har smeltet sammen to griser på denne måten og nylig vant et stipend på 1,4 millioner dollar fra den amerikanske hæren, som finansierer litt biomedisinsk forskning, for å prøve å dyrke menneskehjerter hos svin.
Spekteret til en intelligent mus som sitter fast i et laboratorium et sted og skriker «Jeg vil ut», ville være veldig urovekkende for folk.
Fordi kimærer kan gi en ny forsyning av organer til trengende pasienter og også føre til grunnleggende funn, sier forskere inkludert Garry at de har til hensikt å presse frem til tross for NIH-posisjonen. I november var han en av 11 forfattere som publiserte ett brev kritiserer byrået for å skape en trussel mot fremgang som kaster en skygge av negativitet på arbeidet deres.
Bekymringen er at dyrene kan vise seg å være litt for menneskelige for trøst, for eksempel at de ender opp med menneskelige reproduksjonsceller, flekker av menneskers hår eller bare høyere intelligens. Vi er ikke i nærheten av øya Dr. Moreau, men vitenskapen beveger seg raskt, sa NIH-etiker David Resnik under byråets novembermøte. Spekteret til en intelligent mus som sitter fast i et laboratorium et sted og skriker «Jeg vil ut», ville være veldig urovekkende for folk.
Sjansen for at et dyr skal få menneskelig bevissthet er sannsynligvis liten; hjernene deres er for forskjellige og mye mindre. Likevel, som en forholdsregel, har forskere som arbeider med gårdsdyr-kimærer ennå ikke tillatt noen å bli født, men samler i stedet inn fostre for å samle inn foreløpig informasjon om hvor stort bidraget fra menneskeceller er til dyrenes kropper.
Å injisere celler fra en art inn i embryoet til en annen skaper blandinger som kalles kimærer. Fra venstre til høyre: en vanlig mus, en mus som delvis er rotte, en rotte som delvis er mus, en hvit rotte.
Hiromitsu Nakauchi, en stamcellebiolog ved Stanford University, begynte å prøve å lage menneske-sau-kimærer i år. Han sier at så langt ser bidraget fra menneskeceller til dyrenes kropper ut til å være relativt lite. Hvis omfanget av menneskelige celler er 0,5 prosent, er det svært usannsynlig å få tenkende griser eller stående sauer, sier han. Men hvis det er stort, som 40 prosent, så må vi gjøre noe med det.
Andre typer menneske-dyr-kimærer er allerede mye brukt i vitenskapelig forskning, inkludert humaniserte mus utstyrt med et menneskelig immunsystem. Slike dyr skapes ved å tilsette biter av lever og thymus fra et menneskefoster (samlet inn etter en abort) til en mus etter at den er født.
Den nye forskningslinjen går lenger fordi den innebærer å plassere menneskeceller i et dyreembryo på det aller tidligste stadiet, når det er en kule med bare et dusin celler i en laboratorieskål. Denne prosessen, kalt embryokomplementering, er viktig fordi menneskecellene kan formere seg, spesialisere seg og potensielt bidra til hvilken som helst del av dyrets kropp når den utvikler seg.
I 2010, mens han jobbet i Japan, brukte Nakauchi embryokomplementeringsmetoden for å vise at han kunne generere mus med en bukspyttkjertel laget utelukkende av rotteceller. Hvis det fungerer som det gjør hos gnagere, sier han, bør vi kunne ha en gris med et menneskeorgan.
Hva om embryoet som utvikler seg stort sett er menneskelig? Det er noe vi ikke forventer, men ingen har gjort dette eksperimentet, så vi kan ikke utelukke det.
Selv om Nakauchi var en stjerneforsker, var japanske regulatorer trege med å godkjenne ideen hans for kimærer - en grisemann som kritikere sa det - og innen 2013 bestemte Nakauchi seg for å flytte til USA, der ingen føderal lov begrenser opprettelsen av kimærer. Stanford var i stand til å rekruttere ham ved hjelp av et stipend på 6 millioner dollar fra California Institute of Regenerative Medicine, et statlig byrå som ble opprettet for et tiår siden for å omgå politisk innblanding fra Washington.
Mens NIH-finansieringsforbudet ikke påvirker Nakauchi, har det satt forskere under press for å forklare formålet med arbeidet deres. Jeg vil vise deg noen kimærer, sa Nakauchi da jeg besøkte laboratoriet hans på Stanford forrige måned. Han åpnet døren til et lite rom med inkubatorer hvor de kimære embryoene er lagret. Fordi et tidlig embryo er nesten usynlig for det menneskelige øyet, rommer rommet spesielle mikroskoper utstyrt med mikronåler som brukes til å injisere menneskecellene i dem.
Den typen menneskelige celler som tilsettes kalles iPS-celler, laget av hud eller blod kjemisk omprogrammert til mer allsidige stamceller ved hjelp av en nobelprisvinnende formel utviklet av en av Nakauchis japanske kolleger. Nakauchi sier at for enkelhets skyld er de fleste av iPS-cellene teamet hans har plassert i dyreembryoer laget av hans eget blod, siden rekruttering av frivillige innebærer for mye papirarbeid.
Vi trenger et spesielt samtykke hvis vi injiserer i dyr, sier han fåret. Så jeg prøver å bruke min egen.
En gris ved svineenheten ved University of California, Davis. Forskere håper å dyrke menneskelige organer i slike dyr.
Ordet kimær kommer fra skapningen av gresk myte, delvis løve, delvis geit og delvis slange. Nakauchi sier at de fleste til å begynne med forestiller seg at kimærene hans også er monstre. Men han sier holdningene endres hvis han kan forklare forslaget sitt. En grunn er at hvis hans iPS-celler utvikler seg inne i et dyr, vil det resulterende vevet faktisk være hans, en slags perfekt tilpasset erstatningsdel. Desperat syke mennesker på organventelister kan en dag bestille en kimær og vente mindre enn ett år på at deres eget tilpassede organ skal være klart. Jeg ser egentlig ikke så stor risiko for samfunnet, sier han.
Før det kan skje, må forskerne bevise at menneskeceller virkelig kan formere seg og bidra effektivt til kroppen til husdyr. Det kan være utfordrende siden, i motsetning til rotter og mus, som er ganske nære genetisk, delte mennesker og griser sist en stamfar for nesten 90 millioner år siden.
For å finne ut av det, bestemte forskere seg i 2014 for å begynne å impregnere husdyr med menneske-dyr-embryoer, sier Pablo Ross, en veterinær og utviklingsbiolog ved University of California, Davis, hvor noen av dyrene blir holdt. Ross sier hos Davis at han har overført omtrent seks sett med svine-menneske-embryoer til purker i samarbeid med Salk Institute og etablert ytterligere åtte eller 10 drektigheter med sau-menneske-embryoer med Nakauchi. Ytterligere tre dusin griseoverføringer har funnet sted utenfor USA, sier han.
Denne tidlige innsatsen er ennå ikke for å lage organer, sier Ross, men mer for å bestemme de ideelle forholdene for å generere menneske-dyr-kimærer. Studiene ved Davis begynte først etter en gjennomgang av tre forskjellige etiske komiteer, og selv da, sier han, bestemte universitetet seg for å være forsiktige og begrense tiden dyrene ville få utvikle seg til bare 28 dager (en gris er født i 114 dager).
Da er den embryonale grisen bare en halv tomme lang, selv om den er utviklet nok til å sjekke om menneskelige celler bidrar til dens rudimentære organer.
Vi ønsker ikke å vokse dem til stadier vi ikke trenger, siden det ville vært mer kontroversielt, sier Ross. Mitt syn er at bidraget fra menneskelige celler kommer til å være minimalt, kanskje 3 prosent, kanskje 5 prosent. Men hva om de bidro til 100 prosent av hjernen? Hva om embryoet som utvikler seg stort sett er menneskelig? Det er noe vi ikke forventer, men ingen har gjort dette eksperimentet, så vi kan ikke utelukke det.