Междувидова химера: Нова надежда за хора, нуждаещи се от трансплантация на органи

Първо проучване, което показва развитието на междувидова 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?

Авторите обаче описват този процес като сравнително неефективен с нисък процент на успеваемост от само ~9 процента, но те също така наблюдават, че човешките клетки са забелязани да функционират успешно, когато са част от химера човек-свине. Ниският процент на успех се дължи главно на еволюционните пропуски между човека и прасе и също така нямаше доказателства, че човешките клетки се интегрират в преждевременната форма на мозък тъкан. Ниският процент на успеваемост не с изправяне, наблюденията показват, че милиарди клетки в химерата зародиш все още ще има милиони човешки клетки. Тестването само на тези клетки (дори 0.1% до 1%) със сигурност би имало смисъл в по-широк контекст за постигане на дългосрочно разбиране на междувидовата химера.

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 a човешки- животинската химера може да се роди някога. Ще бъде ли етично, ако родената, но неразрешена порода се размножава, като се прави стерилна? Също така колко процента от човешки мозъчни клетки могат да бъдат част от химера също е под въпрос. Може ли химерата потенциално 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 изследване на ембриони, забрана на каквито и да било клинични изпитвания, свързани с генетична модификация на зародишна линия (клетки, които стават сперматозоиди 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 размерите и физиологията са много близки и подобни на хората. Въпреки това, ако погледнем настоящото проучване, нивата на имунно отхвърляне са много високи, докато говорим. Приносът на прасето (клетките от прасе) във всеки орган, който расте в химерата, е изключително голямо предизвикателство за всякакви мисли за успешна трансплантация на органи в хора.

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.

Авторите твърдят, че това проучване ще повлияе и на други свързани области на изследване. Продължаващото развитие на химери с относително повече човешка тъкан има последици и полезност при изучаването на появата на заболявания при хората и за скрининг на лекарства преди изпитания върху хора участници, освен разбирането на разликите между видовете. В това проучване технологията не е използвана за човешки химери, но теоретично казано, в бъдеще може да бъде разработена допълнителна методология в опит да се използват химери за създаване на човешки органи за трансплантация. Повече работа в тази област ще даде представа за възможния успех и ограниченията на тези технологии, когато се използват за разработване на химера.

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