Първо проучване, което показва развитието на междувидовата химера като нов източник на органи за трансплантации
В проучване, публикувано в Cell1, химери – кръстени на митичното чудовище лъв-коза-змия – са направени за първи път чрез комбиниране на материал от хора и животни. В човешки клетки може успешно да се види как расте вътре в прасето, след като човешки стволови клетки (които имат способността да се развиват във всяка тъкан) се инжектират в свинския ембрион чрез авангардна технология за стволови клетки.
Това проучване, водено от професор Хуан Карлос Изписуа Белмонте от Института за биологични изследвания на Солк в Калифорния, е огромен пробив и пионерска работа в разбирането и реализирането на потенциала на междувидови химери и предоставя безпрецедентна възможност за изследване на ранното развитие на ембриона и орган формация.
Как се развива химерата човек-свиня?
However, the authors describe this process as fairly inefficient with low success rate of only ~9 percent but they also observed that human cells were seen successfully functioning when part of a human-pig chimera. Thelow success rate is mainly attributed to the evolutionary gaps between human and pig and also there was no evidence that human cells were integrating into the premature form of brain tissue. The low success rate not with standing, the observations show that billions of cells in the chimera embryo would still have millions of human cells. The testing of these cells alone (even 0.1% to 1%) would certainly be meaningful in a larger context to achieve long term understanding of interspecies chimera.
Свързано проучване на химера също беше публикувано приблизително по същото време в Nature, ръководено от Хиромицу Накаучи от Станфордския институт за биология на стволови клетки и регенеративна медицина, което съобщава за функционални островчета в химери на плъхове и мишки2.
Етична дискусия около химерите, докъде можем да стигнем?
Въпреки това, проучванията, свързани с развитието на междувидови химери, също са етически спорни и пораждат опасения относно това до каква степен такива изследвания могат да се правят и е законно и социално приемливо. Това включва етична отговорност и органи за вземане на правни решения и също така повдига няколко въпроса.
Ако вземем предвид всички етични съображения, не е сигурно дали някога може да се роди химера човек-животно. Ще бъде ли етично, ако се роди, но не е разрешено да се размножава, като го направи стерилен? Също така, колко процента от човешките мозъчни клетки могат да бъдат част от химера също е под въпрос. Може ли химерата да попадне в някаква неудобна сива зона като обект между изследвания върху животни и хора. Учените не знаят много за собствения си вид поради многото бариери пред изследванията върху хората. Тези бариери включват липса на подкрепа за изследвания на ембриони, забрана на каквито и да било клинични изпитвания, свързани с генетична модификация на зародишната линия (клетки, които се превръщат в сперма или яйцеклетки) и ограничения върху изследванията на биологията на човешкото развитие.
Без съмнение учените ще трябва да се заемат с тези въпроси в подходящ момент, вместо да ги избягват. Такива усилия ще осигурят основа и ще ускорят пътя за по-нататъшни изследвания, които са етично издържани и ще предоставят по-задълбочени прозрения за „да бъдеш човек“.
Авторите категорично заявяват, че целта им е преди всичко да разберат как клетките от два различни вида (тук прасе и човек) се смесват, диференцират и интегрират и че са анализирали химерата човек-свиня на много ранен етап от развитието.
Множество предизвикателства, но огромна надежда за бъдещето
Това проучване е вълнуващо, въпреки че е етично предизвикателство и бележи първата стъпка към генериране на трансплантируеми човешки органи с помощта на големи животни (свине, крава и др.), чиито орган size and physiology is very close and similar to humans. However, if we look at the current study, the levels of immune rejection are very high as we speak. The pig contributions (cells from pig) into every organ that grows in the chimera is an extremely big challenge for any thoughts about successful organ transplantation into humans.
Въпреки това, истинската надежда за бъдещето тук е да можете да имате нов източник на органи за трансплантации при хора чрез използване на технологии за редактиране на стволови клетки и гени. Това е важно и необходимостта на часа, като се има предвид огромната нужда от трансплантация сред пациентите, много от които умират в списъка на чакащите (особено при нужда от бъбреци и черен дроб), както и огромната липса на достатъчно донори.
Authors assert that this study shall impact other related areas of research as well. The continued development of chimeras with relatively more human tissue has implications and usefulness in studying onset of diseases in humans and for screening drugs before trials on human participants apart from understanding the differences between the species. In this study, the technology was not used for human chimeras, but theoretically speaking a complementary methodology could be devised in the future in trying to use chimeras to make human organs for transplantation. More work in this area shall throw insights on the possible success and limitations of these technologies when used to develop chimera.
Това е първото и важно изследване за развитието на човешки и животински химери и проправя път към по-нататъшното разбиране на научната общност за създаването и развитието на клетките в животински условия.
***
Източник (и)
1. Wu J et al. 2018. Междувидов химеризъм с плурипотентни стволови клетки на бозайници. Клетка. 168 (3). https://doi.org/10.1016/j.cell.2016.12.036
2. Yamaguchi T et al. 2018. Междувидовата органогенеза генерира автоложни функционални островчета. природата. 542. https://doi.org/10.1038/nature21070
