Tarptautinė komanda sukuria pirmuosius chimerinius žmogaus ir beždžionės embrionus

Tarptautinė komanda sukuria pirmuosius chimerinius žmogaus ir beždžionės embrionus

A JAV, Kinijos ir Ispanijos mokslininkų komanda ketvirtadienį pranešė, kad sukūrė pirmuosius embrionus, kurie buvo dalis žmonių, o iš dalies beždžionių, ir išlaikė juos gyvus iki 20 dienų laboratoriniuose induose.

Etiškai prieštaringai vertinamas chimerų, turinčių kelių rūšių ląstelių, kūrimas yra dalis bandymo sukurti eksperimentinius modelius, kurie padėtų mokslininkams geriau suprasti ankstyvą vystymąsi, sukurti naujus žmonių ligų gydymo būdus ir galbūt rasti būdų, kaip auginti organus, skirtus transplantacijai kitų gyvūnų viduje. pavyzdžiui, kiaulių ar avių. Tokios chimeros gali būti naudojamos atliekant eksperimentus, kurių negalima atlikti, pavyzdžiui, su žmogaus embrionais, tačiau žmogaus ląsteles derinant su primatų ląstelėmis atsiranda naujų ir neatidėliotinų etinių problemų.

Kad būtų aišku, darbas, paskelbtas žurnale Cell, yra labai ankstyvoje stadijoje. Komanda nesukūrė gyvų, kvėpuojančių žmonių. Jie sukūrė labai ankstyvus embrionus ir niekada jų neįsodino į jokio gyvūno gimdą. Susirūpinimas dėl žmonių ir gyvūnų chimerų yra susijęs su tuo, ką Stanfordo bioetikas ir teisės mokslininkas Hankas Greely vadina „smegenimis, kamuoliais ir grožiu“ – nerimą, kad gyvūnas gali žiūrėti į visus žmones, gimti su žmogaus smegenimis ar sugebėti daugintis.

skelbimas

Šis eksperimentas nesukėlė jokios rizikos, tačiau akivaizdu, kad dabar laikas pradėti diskutuoti apie žmonių ir gyvūnų chimerų etiką. „Tai pirmasis eksperimentas“, – STAT sakė Duke universiteto teisės mokyklos teisės ir filosofijos profesorė Nita Farahany, viena iš perspektyvių tyrimų etikos kūrinių autorių. „Kai peržengiate tokią didelę technologinę ar biologinę kliūtį, kaip ši, gera akimirka sustoti ir apmąstyti.

Ataskaitoje pateikiamos mokslinės detalės apie darbą, kuris buvo pradėtas prieš kelerius metus Ispanijoje ir Kinijoje ir sukėlė bangas po to, kai 2019 m. buvo nutekintas laikraštyje El País. (Covid-19 pandemija atidėjo darbo užbaigimą ir paskelbimą, teigia tyrėjai pasakė.)

skelbimas

Eksperimento metu mokslininkai į kiekvieną iš 132 6 dienų makakų suleido 25 tam tikros rūšies žmogaus pluripotentines kamienines ląsteles (vadinamas „smailiakalnių kamieninėmis ląstelėmis“, nes jos gali virsti bet kokio tipo ląstelėmis, įskaitant ekstraembrionines ląsteles, tokias kaip placenta). beždžionių embrionai. Tyrėjai nudažė žmogaus ląsteles išskirtinai ryškiai raudonu fluorescenciniu baltymu, vadinamu tdTomato, kad jas būtų galima aptikti besivystančiame beždžionės embrione.

Mokslininkai pasinaudojo nauja technika, leidžiančia iki 20 dienų auginti beždžionių embrionus už gimdos ribų – tai stadija, kai embrionai iš esmės dar nebuvo išsivystę, tačiau susiformavo sluoksniai ir ertmės. Eksperimento metu embrionų išgyvenamumas sumažėjo; po 10 dienų 103 embrionai vis dar vystėsi, o 19 dieną liko gyvi tik trys chimeriniai embrionai. (Po 20 dienų beždžionių embrionai, išauginti ne įsčiose, net ir tie, kurie nėra chimeriniai, tiesiog suyra.)

Vis dėlto mokslininkai chimeriniuose embrionuose, kurie išgyveno, rado daug žmogaus ląstelių. Vidutiniškai 3–4 % embrionų ląstelių buvo žmogaus, o viename embrione – iki 7 %. „Kai stebėjome, kad žmogaus ląstelės gyvos beždžionių embrionuose, tai buvo nuostabu“, – Tao Tanas, Valstybinės pagrindinės primatų biomedicininių tyrimų laboratorijos ir Kunmingo mokslo ir technologijos universiteto Junane (Kinija) pagrindinis tyrėjas ir vienas iš šio straipsnio vadovų. autoriai, sakė STAT.

Anksčiau šiais metais Prancūzijos tyrimų grupės paskelbtas darbas parodė, kad žmogaus ląstelės prastai išgyveno beždžionių embrionuose. Raktas į sėkmę naujajame dokumente gali būti konkrečios kamieninės ląstelės, kurios buvo naudojamos, taip pat jų auginimo būdas.

Kiti mokslininkai teigė, kad darbas iki šiol yra sėkmingiausias išlaikant palyginti daug žmogaus ląstelių gyvų ir sveikų nežmogiškame embrione. „Šis dokumentas yra dramatiškas žmogaus pluripotentinių kamieninių ląstelių gebėjimo įterpti į cynomolgus beždžionių embrionus demonstravimas“, – sakė Magdalena Zernicka-Goetz, Caltech vystymosi biologė, kurios laboratorija pirmą kartą sukūrė pelėms auginimo techniką. embrionai laboratoriniuose induose. Toks darbas sulaukė vis didesnio dėmesio praėjusį mėnesį paskelbus, kad Izraelio Weizmanno mokslo instituto vystymosi biologas Jacobas Hanna ilgą laiką išlaikė pelių embrionus gyvus ir iš pažiūros sveikus dirbtinėje įsčiose.

Ketvirtadienį paskelbti rezultatai parodė, kad ne žmogaus embriono žmogaus ląstelių išgyvenamumas yra daug didesnis nei ankstesniuose eksperimentuose su avių-žmogų ar kiaulių-žmogaus chimeromis, kai kartais tik viena iš 100 000 ląstelių buvo žmogaus.

Būtent tie nuviliantys rezultatai paskatino tyrėjus kreiptis į beždžiones, kurios yra daug glaudžiau susijusios su žmonėmis ir turi panašų vystymosi laiką, sakė projekto vadovas, Salko instituto vystymosi biologas Juanas Carlosas Izpisua Belmonte. „Žmogaus ląstelės tvirtai neprisideda prie chimerų formavimosi evoliuciškai nuo žmogaus nutolusiose rūšyse“, – sakė jis.

Beždžionėms tai buvo kitokia istorija. „Mes nustatėme, kad žmogaus ir beždžionės ląstelės bendradarbiauja viena su kita kuriant embrioną“, – sakė Jun Wu, tyrimų grupės narys, kuris dabar yra UT Pietvakarių medicinos centro Dalase docentas, tačiau tuo metu buvo Salko personalo mokslininkas. dirbo prie projekto. Wu tyrimai parodė, kad kai žmogaus ląstelės dedamos į kultūrą su pelių ląstelėmis, „matome, kad pelės ląstelė aktyviai naikina žmogaus ląstelę, bet kai dedame žmogaus ir beždžionės ląsteles kartu, konkurencijos nėra“.

Tokie eksperimentai kaip šis negali būti finansuojami iš federalinių tyrimų dolerių, nors jie nepažeidžia JAV įstatymų. Tyrėjai teigė, kad darbas buvo atliktas Kinijoje ne dėl to, kad tai buvo neteisėta Jungtinėse Valstijose, o dėl to, kad ten buvo sunku įsigyti ir brangių beždžionių embrionų. Eksperimente iš viso buvo panaudota 150 embrionų, kurie buvo gauti nepažeidžiant beždžionių, „kaip ir atliekant IVF procedūrą“, – sakė Tan.

Tačiau tokie eksperimentai, kuriuose žmogaus ląstelės derinamos su gyvūnų ląstelėmis, vis dėlto yra prieštaringi. Šis darbas ir kiti Izpisua Belmonte darbai judėjo taip greitai, kad bioetikai sunkiai neatsiliko.

„Sudėtinga yra tai, kad mums reikia geresnių žmonių ligų modelių, bet kuo geresni tie modeliai, tuo jie priartina mus prie etinių problemų, kurių bandėme išvengti nedarydami eksperimentų su žmonėmis“, – sakė Farahany. „Dėl didelių žingsnių į priekį reikia skubiai įsitraukti į visuomenę.

Be svarstymų apie tyrimus, kurie gali panaikinti ribą tarp žmonių ir gyvūnų, darbas su beždžionėmis kelia ir gyvūnų gerovės, ir žmonių sutikimo klausimus. Nors daugelis „neidentifikuotų“ žmogaus ląstelių gali būti naudojamos moksliniams tyrimams be sutikimo atlikti konkrečius eksperimentus, tai gali būti ne pats geriausias būdas labai prieštaringiems eksperimentams, tokiems kaip šis, sakė ji.

Izpisua Belmonte ir kiti tyrėjai sutiko, kad etinės diskusijos ir tokio darbo gairės yra labai svarbios. Jie teigė, kad prieš tęsdami darbą aptarė su etikos specialistais ir gavo išsamią apžvalgą bei patvirtinimą iš visų susijusių mokslo institucijų. Straipsnio diskusijų skyrius pradedamas ne mokslinėmis išvadomis, kaip įprasta moksliniame darbe, o teiginiu apie etinius sumetimus.

Tyrėjai teigia, kad gyvūnų ir žmonių chimeros gali būti galinga priemonė biomedicinoje ir kad nauji tyrimai yra svarbūs siekiant suprasti, kokios kliūtys trukdo žmogaus ląstelėms sujungti su gyvūnų embrionais. Jie tikisi suprasti beždžionių ir žmonių chimerų principus, kuriuos, atrodo, lengviau sukurti, ir tada pabandyti pritaikyti šias žinias techniškai sudėtingesnėms, bet etiškai priimtinesnėms kiaulių ir žmonių chimeroms.

Tyrėjai ir kiti mokslininkai, su kuriais susisiekė STAT, norėdami pakomentuoti, teigė, kad vienas įdomiausių dalykų naujajame dokumente buvo „kryžmelės“ tarp žmogaus ir beždžionės ląstelių atradimas besivystančiame embrione, o tai nepasitaiko taip greitai žmonių ir kiaulių organizme. chimeros. „Žmogaus ląstelės kiaulių audiniuose yra panašios į bendravimą tarp dviejų tolimų kalbų, tokių kaip kinų ir prancūzų, o žmogaus ląstelės makakose yra tarsi bendravimas tarp dviejų glaudžiai susijusių kalbų, tokių kaip ispanų ir prancūzų“, – sakė Izpisua Belmonte. „Mes manome, kad supratimas apie tarprūšinį kryžminį pokalbį gali būti raktas į sėkmingesnių chimerų generavimą.“

Vienas iš pagrindinių tikslų, pasak jų, yra rasti būdą, kaip kiaulėms ar kitiems gyvūnams auginti žmogaus organus, kad būtų sumažintas transplantacijos trūkumas. Šiuo metu daugiau nei 100 000 amerikiečių laukia transplantacijos. Tačiau kai kurie mokslininkai abejoja, ar šis tikslas yra pasiekiamas, atsižvelgiant į tai, kaip sunku iki šiol buvo atliktas tyrimas.

„Ar realu manyti, kad kada nors ši mokslinių tyrimų kryptis iš tikrųjų galėtų pagaminti organus, skirtus transplantacijai žmonėms? – paklausė Paulas Knoepfleris, kamieninių ląstelių mokslininkas ir UC Davis medicinos mokyklos profesorius. „Jei tai labai mažai tikėtina, atsižvelgiant į techninius iššūkius, net atmetus etinius sumetimus, kiek toliau šis tyrimas turėtų būti stumiamas, kad būtų pagerintos žinios apie žmogaus vystymąsi?

Knoepfleris teigė, kad tyrimas taip pat iškėlė daugybę kitų klausimų. Ar yra momentas, kai chimera yra „per daug žmogiška“? Pavyzdžiui, jei beždžionė-žmogus chimera būtų labiau žmogus nei beždžionė, ar turėtų būti taikomos specialios taisyklės? jis paklausė. „O jeigu besivystančiose chimeros smegenyse yra daug žmogaus ląstelių?

Smegenų problema nusipelno ypatingo dėmesio, iš dalies todėl, kad daugelis mano, kad smegenys yra organas, kuris daro žmones unikalius. Dėl šių svarstymų Nacionalinė mokslų akademija subūrė grupę, kuri pasvertų besiformuojančios nervinių organoidų, transplantacijų ir chimerų srities etiką ir valdymą. Anksčiau šį mėnesį paskelbtoje ataskaitoje teigiama, kad daugelį etikos problemų šioje srityje galima išspręsti esamais mechanizmais, tačiau labai svarbu nuolat iš naujo įvertinti susirūpinimą mokslui tobulėjant.

„Cell“ dokumentas yra įdomus, sakė ataskaitos komiteto pirmininkas Joshua Sanesas, neuromokslininkas ir molekulinės bei ląstelių biologijos profesorius iš Harvardo, tačiau jis nėra tinkamas diskusijai apie nervines chimeras, nes mažiau nei 3 savaites seni embrionai dar nebuvo pasiekę nervų sistemos. Vis dėlto jis sakė, kad naujasis darbas sustiprino komiteto raginimą, kad etiški pokalbiai „aplenktų kreivę“.

„Gana aišku, kad visas laukas juda į priekį labai greitai“, – sakė Sanesas. „Neaišku, kaip greitai tai vyks ir kuria kryptimi, bet mes turime reguliariai peržiūrėti šias problemas.

Jau vyksta darbas siekiant sušvelninti tarptautiniu mastu pripažintas etikos ribas, kurios draudžia mokslininkams auginti bet kokį žmogaus embrioną už kūno ilgiau nei 14 dienų. Taisyklė galiojo dešimtmečius ir buvo sukurta tais laikais, kai technologiškai neįmanoma išlaikyti embrionų gyvus už kūno ilgiau nei kelias dienas. Tačiau pastaraisiais metais tai labai pasikeitė, o didėjant susidomėjimui galingomis genų redagavimo priemonėmis, tokiomis kaip CRISPR, siekiant genetiškai modifikuoti embrionus, siekiant išgydyti ligas, yra stipri motyvacija toliau stumti biologines ribas – ir turėti aiškias gaires, kas gali būti per toli.

Knoepfleris sakė: „Man atrodo, kad kiekvienam tyrėjui ir institucinei etikos peržiūros tarybai palikti savo pačių taisykles dėl žmogaus embrionų tyrimų, man atrodo, kad tai yra didelių problemų receptas.

Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas.