Primul studiu care arată dezvoltarea himerei interspecii ca o nouă sursă de organe pentru transplanturi
Într-un studiu publicat în Cell1, himerele – numite după miticul monstru leu-capră-șarpe – sunt realizate pentru prima dată prin combinarea materialului de la om și animale. The celulele umane poate fi văzută crescând cu succes în interiorul unui porc după ce celulele stem umane (care au capacitatea de a se dezvolta în orice țesut) sunt injectate în embrionul de porc printr-o tehnologie de ultimă oră cu celule stem.
Acest studiu condus de profesorul Juan Carlos Izpisua Belmonte de la Institutul Salk pentru Studii Biologice din California este o descoperire uriașă și o muncă de pionier în înțelegerea și realizarea potențialului himere interspecii și oferă o capacitate fără precedent de a studia dezvoltarea timpurie a embrionului și organ Formarea.
Cum este dezvoltată himera om-porc?
Cu toate acestea, autorii descriu acest proces ca fiind destul de ineficient, cu o rată scăzută de succes de numai ~ 9%, dar au observat, de asemenea, că celulele umane au fost văzute funcționând cu succes atunci când fac parte dintr-o himeră om-porc. Rata scăzută de succes este atribuită în principal decalajelor evolutive dintre om și porc și, de asemenea, nu a existat nicio dovadă că celulele umane se integrează în forma prematură a țesutului cerebral. Rata scazuta de succes nu cu statul in picioare, observatiile arata ca miliarde de celule din embrionul himera ar avea inca milioane de celule umane. Numai testarea acestor celule (chiar și 0.1% până la 1%) ar fi cu siguranță semnificativă într-un context mai larg pentru a obține înțelegerea pe termen lung a himerei interspecii.
Un studiu legat de himeră a fost publicat, de asemenea, cam în aceeași perioadă, în Nature, condus de Hiromitsu Nakauchi de la Institutul Stanford pentru Biologie a Celulelor Stem și Medicină Regenerativă, care raportează insulițele funcționale în himerele șobolan-șoarece.2.
Discuție etică în jurul himerelor, până unde putem merge?
Cu toate acestea, studiile legate de dezvoltarea himerelor interspecice sunt, de asemenea, discutabile din punct de vedere etic și ridică îngrijorări cu privire la măsura în care astfel de studii pot fi făcute și sunt acceptabile din punct de vedere legal și social. Aceasta implică responsabilitate etică și organe de decizie juridică și ridică, de asemenea, câteva întrebări.
Dacă luăm în considerare toate considerentele etice, este incert dacă a uman-himera animală se poate naște vreodată. Va fi etic dacă sa născut, dar nu este permis să se reproducă, făcându-l steril? De asemenea, cât de mult procent din celulele creierului uman poate face parte din himere este, de asemenea, discutabil. Ar putea himera să cadă într-o zonă gri incomodă ca subiect între cercetările animale și umane? Oamenii de știință nu știu prea multe despre propria lor specie din cauza numeroaselor bariere în calea cercetării asupra oamenilor. Aceste bariere includ nici un sprijin pentru cercetarea embrionilor, interzicerea oricăror studii clinice legate de linia germinativă (celule care devin spermatozoizi sau ovule) modificări genetice și limitări ale cercetării în biologia dezvoltării umane.
Fără îndoială, oamenii de știință vor trebui să abordeze aceste întrebări la momentul potrivit, mai degrabă decât să le evite. Astfel de eforturi vor oferi o bază și vor avansa calea pentru cercetări ulterioare, care sunt solide din punct de vedere etic și vor oferi perspective mai profunde despre „a fi uman”.
Autorii afirmă categoric că obiectivul lor este să înțeleagă în primul rând modul în care celulele a două specii diferite (porc și om aici) se amestecă, se diferențiază și se integrează și că au analizat himera om-porc într-un stadiu foarte incipient de dezvoltare.
Provocări multiple, dar speranță imensă pentru viitor
Acest studiu este incitant, în ciuda faptului că este provocator din punct de vedere etic și marchează primul pas către generarea de organe umane transplantabile folosind animale mari (porc, vacă etc.) ale căror organ dimensiunea și fiziologia sunt foarte apropiate și asemănătoare oamenilor. Cu toate acestea, dacă ne uităm la studiul actual, nivelurile de respingere imunitară sunt foarte ridicate în timp ce vorbim. Contribuțiile porcului (celule de la porc) în fiecare organ care crește în himeră reprezintă o provocare extrem de mare pentru orice gând despre transplantul de organe cu succes la oameni.
Cu toate acestea, adevărata speranță pentru viitor aici este de a putea avea un noua sursa de organe pentru transplanturi la om prin utilizarea celulelor stem și a tehnologiilor de editare a genelor. Acest lucru este important și necesitatea momentului, având în vedere nevoia enormă de transplant în rândul pacienților, dintre care mulți mor pe lista de așteptare (în special cu nevoi de rinichi și ficat) și, de asemenea, lipsa imensă de suficienți donatori.
Autorii susțin că acest studiu va avea un impact și asupra altor domenii conexe de cercetare. Dezvoltarea continuă a himerelor cu țesut relativ mai mare are implicații și utilitate în studierea debutului bolilor la oameni și pentru screeningul medicamentelor înainte de studiile pe participanți umani, în afară de înțelegerea diferențelor dintre specii. În acest studiu, tehnologia nu a fost folosită pentru himere umane, dar teoretic vorbind, o metodologie complementară ar putea fi concepută în viitor în încercarea de a folosi himerele pentru a face organe umane pentru transplant. Mai multe lucrări în acest domeniu vor aduce perspective asupra posibilului succes și limitărilor acestor tehnologii atunci când sunt utilizate pentru dezvoltarea himerei.
Acesta este un prim și crucial studiu privind dezvoltarea himerelor umane și animale și deschide calea pentru înțelegerea comunității științifice a căilor de creare și dezvoltare a celulelor într-un cadru animal.
***
Sursa (s)
1. Wu J și colab. 2018. Chimerism interspecie cu celule stem pluripotente de mamifere. Celulă. 168(3). https://doi.org/10.1016/j.cell.2016.12.036
2. Yamaguchi T și colab. 2018. Organogeneza interspecie generează insulițe funcționale autologe. Natură. 542. https://doi.org/10.1038/nature21070
