Første studie for å vise utvikling av interspecies kimær som en ny kilde til organer for transplantasjoner
I en studie publisert i Cell1, kimærer – oppkalt etter det mytiske løve-geit-slangemonsteret – lages for første gang ved å kombinere materiale fra mennesker og dyr. De menneskelige celler kan med suksess sees vokse inne i en gris etter at menneskelige stamceller (som har evnen til å utvikle seg til et hvilket som helst vev) er injisert inn i griseembryoet ved hjelp av en banebrytende stamcelleteknologi.
Denne studien ledet av professor Juan Carlos Izpisua Belmonte ved Salk Institute for Biological Studies i California er et stort gjennombrudd og pionerarbeid for å forstå og realisere potensialet til interarts kimærer og gir enestående evne til å studere tidlig embryoutvikling og orgel formasjon.
Hvordan utvikles menneske-grisekimæren?
Forfatterne beskriver imidlertid denne prosessen som ganske ineffektiv med lav suksessrate på bare ~9 prosent, men de observerte også at menneskelige celler ble sett på en vellykket måte når de var en del av en human-gris chimera. Den lave suksessraten tilskrives hovedsakelig de evolusjonære gapene mellom menneske og gris, og det var heller ingen bevis for at menneskelige celler ble integrert i den for tidlige formen av hjernevev. Den lave suksessraten uten stående, observasjonene viser at milliarder av celler i kimærembryoet fortsatt vil ha millioner av menneskelige celler. Testing av disse cellene alene (til og med 0.1 % til 1 %) vil absolutt være meningsfull i en større sammenheng for å oppnå langsiktig forståelse av interspecies kimær.
En relatert kimærstudie ble også publisert omtrent samtidig i Nature ledet av Hiromitsu Nakauchi ved Stanford Institute for Stem Cell Biology and Regenerative Medicine som rapporterer funksjonelle øyer i rotte-mus-kimærer2.
Etisk diskusjon rundt kimærer, hvor langt kan vi gå?
Studiene knyttet til utvikling av interspecies kimærer er imidlertid også etisk diskutable og reiser bekymring for i hvilken grad slike studier kan gjøres og er juridisk og sosialt akseptable. Dette innebærer etisk ansvar og juridiske beslutningsorganer og reiser også flere spørsmål.
Hvis vi tar alle etiske hensyn, er det usikkert om en menneskelig-Kimær fra dyr kan noen gang bli født. Vil det være etisk hvis den er født, men ikke tillatt, avle ved å gjøre den steril? Hvor mye prosentandel av menneskelige hjerneceller som kan være en del av kimær er også tvilsomt. Kan kimæren potensielt falle inn i et ubehagelig grått område som et emne mellom dyre- og menneskeforskning. Forskere vet ikke mye om sin egen art på grunn av de mange barrierene for forskning på mennesker. Disse barrierene inkluderer ingen støtte til embryoforskning, forbud mot kliniske studier relatert til kimlinje (celler som blir til sædceller eller egg), genetisk modifikasjon og begrensninger på menneskelig utviklingsbiologiske forskning.
Uten tvil vil forskere måtte takle disse spørsmålene på et passende tidspunkt i stedet for å unngå dem. Slik innsats vil gi et grunnlag og fremme veien for videre forskning som er etisk forsvarlig og gir dypere innsikt i «å være menneske».
Forfatterne uttaler kategorisk at deres mål er først og fremst å forstå hvordan celler av to forskjellige arter (gris og menneske her) blandes, differensierer og integreres, og at de har analysert menneske-gris-kimæren på et veldig tidlig stadium i utviklingen.
Mange utfordringer, men et enormt håp for fremtiden
Denne studien er spennende til tross for at den er etisk utfordrende og markerer det første skrittet mot å generere transplanterbare menneskelige organer ved bruk av store dyr (gris, ku osv.) orgel størrelse og fysiologi er veldig nær og lik mennesker. Men hvis vi ser på den nåværende studien, er nivåene av immunavvisning veldig høye når vi snakker. Grisens bidrag (celler fra gris) til hvert organ som vokser i kimæren er en ekstremt stor utfordring for alle tanker om vellykket organtransplantasjon til mennesker.
Likevel er det virkelige håpet for fremtiden her å kunne ha en ny kilde til organer for transplantasjoner hos mennesker ved å bruke stamcelle- og genredigeringsteknologier. Dette er viktig og timens behov, gitt det enorme behovet for transplantasjon blant pasienter, mange av dem dør på ventelisten (spesielt med nyre- og leverbehov) og også den enorme mangelen på nok donorer.
Forfattere hevder at denne studien også vil påvirke andre relaterte forskningsområder. Den fortsatte utviklingen av kimærer med relativt mer menneskelig vev har implikasjoner og nytte i å studere utbruddet av sykdommer hos mennesker og for screening av legemidler før forsøk på menneskelige deltakere bortsett fra å forstå forskjellene mellom artene. I denne studien ble ikke teknologien brukt for menneskelige kimærer, men teoretisk sett kan en komplementær metodikk bli utviklet i fremtiden for å prøve å bruke kimærer til å lage menneskelige organer for transplantasjon. Mer arbeid på dette området vil gi innsikt om mulig suksess og begrensningene til disse teknologiene når de brukes til å utvikle kimærer.
Dette er en første og avgjørende studie om utviklingen av menneskers og dyrs kimærer og baner vei for å fremme det vitenskapelige samfunnets forståelse av skapelse og utviklingsveier til celler i en dyreomgivelse.
***
Source (s)
1. Wu J et al. 2018. Interspecies Chimerism with Pattedyr pluripotente stamceller. Cell. 168 (3). https://doi.org/10.1016/j.cell.2016.12.036
2. Yamaguchi T et al. 2018. Organogenese mellom arter genererer autologe funksjonelle øyer. Natur. 542. https://doi.org/10.1038/nature21070
