Az első tanulmány, amely a fajok közötti kiméra fejlődését mutatta be, mint új szervforrást transzplantáció
A Cell-ben megjelent tanulmányban1, a kimérák – a mitikus oroszlán-kecske-kígyó szörnyről elnevezett – először készülnek emberi és állati anyagok kombinálásával. A emberi sejtek sikeresen látható sertés belsejében, miután emberi őssejteket (amelyek képesek bármilyen szövetté fejlődni) injektálják a sertés embriójába egy élvonalbeli őssejt-technológiával.
Ez a tanulmány, amelyet Juan Carlos Izpisua Belmonte professzor vezetett a kaliforniai Salk Biológiai Tanulmányok Intézetében, óriási áttörést és úttörő munkát jelent a fajok közötti kimérák és soha nem látott képességet biztosít a korai embriófejlődés tanulmányozására és szerv képződés.
Hogyan fejlődik ki az ember-sertés kiméra?
A szerzők azonban ezt a folyamatot meglehetősen hatástalannak írják le, alacsony, mindössze ~9 százalékos sikeraránnyal, de azt is megfigyelték, hogy az emberi sejtek sikeresen működnek, ha egy ember-sertés kiméra részei. Az alacsony sikerarány főként az ember és a sertés közötti evolúciós szakadéknak tulajdonítható, és arra sem volt bizonyíték, hogy az emberi sejtek integrálódnának az agyszövet korai formájába. Az alacsony sikerarány nem állva, a megfigyelések azt mutatják, hogy a kiméraembrió sejtjeinek milliárdjaiban továbbra is több millió emberi sejt található. Ezeknek a sejteknek a tesztelése önmagában (akár 0.1-1%) minden bizonnyal értelmes lenne szélesebb összefüggésben a fajok közötti kimérák hosszú távú megértéséhez.
Ugyanebben az időben a Nature-ben megjelent egy kapcsolódó kiméra tanulmány is a Nature-ben, Hiromitsu Nakauchi vezetésével a Stanfordi Őssejtbiológiai és Regeneratív Orvostudományi Intézetben, amely funkcionális szigetecskékről számol be patkány-egér kimérákban.2.
Etikai vita a kimérák körül, meddig mehetünk el?
A fajok közötti kimérák kifejlesztésével kapcsolatos tanulmányok azonban etikailag is vitathatóak, és aggályokat vetnek fel azzal kapcsolatban, hogy az ilyen vizsgálatok milyen mértékben végezhetők, és milyen jogi és társadalmilag elfogadhatóak. Ez magában foglalja az etikai felelősséget és a jogi döntéshozó testületeket, és több kérdést is felvet.
Ha minden etikai szempontot figyelembe veszünk, akkor bizonytalan, hogy a emberi-állatkiméra valaha is megszülethet. Vajon etikus lesz, ha megszületett, de nem engedélyezett fajtája azáltal, hogy steril lesz? Az is kérdéses, hogy az emberi agysejtek hány százaléka lehet a kiméra része. Lehetséges, hogy a kiméra valamilyen kényelmetlen szürke zónába kerülhet, mint az állati és emberi kutatások közötti téma? A tudósok keveset tudnak saját fajukról, mivel számos akadálya van az embereken végzett kutatásnak. Ezek az akadályok közé tartozik az embriókutatás támogatásának hiánya, a csíravonal (spermiummá vagy petesejtté váló sejtek) genetikai módosításával kapcsolatos klinikai vizsgálatok tilalma, valamint az emberi fejlődésbiológiai kutatás korlátai.
Kétségtelen, hogy a tudósoknak a megfelelő időben kell foglalkozniuk ezekkel a kérdésekkel, ahelyett, hogy elkerülnék őket. Az ilyen erőfeszítések alapot adnak és előremozdítják az etikailag megalapozott további kutatásokat, és mélyebb betekintést nyújtanak az „emberi létbe”.
A szerzők határozottan kijelentik, hogy céljuk elsősorban annak megértése, hogy két különböző faj (itt sertés és ember) sejtjei hogyan keverednek, differenciálódnak és integrálódnak, és elemezték az ember-sertés kimérát a fejlődés nagyon korai szakaszában.
Számos kihívás, de óriási remény a jövőre nézve
Ez a tanulmány annak ellenére izgalmas, hogy etikailag kihívást jelent, és az első lépést jelenti a transzplantálható emberi szervek előállítása felé, nagy állatok (sertés, tehén stb.) felhasználásával. szerv mérete és fiziológiája nagyon közel áll az emberhez és hasonló. Ha azonban a jelenlegi tanulmányt nézzük, az immunkilökődés szintje nagyon magas, ahogy beszélünk. A sertés hozzájárulása (sertés sejtjei) minden, a kimérában növő szervhez rendkívül nagy kihívást jelent az emberbe történő sikeres szervátültetésről szóló gondolatok számára.
Ennek ellenére a jövő igazi reménye itt az, hogy a az átültetésekhez szükséges új szervek forrása emberben őssejt- és génszerkesztő technológiák segítségével. Ez fontos és az óra szükségessége, tekintettel arra, hogy óriási szükség van a transzplantációra a betegek körében, akik közül sokan a várólistán halnak meg (különösen a vese- és májszükséglet miatt), valamint az elegendő donor hiánya miatt.
A szerzők azt állítják, hogy ez a tanulmány más kapcsolódó kutatási területekre is hatással lesz. A relatíve több emberi szövetet tartalmazó kimérák folyamatos fejlesztése a fajok közötti különbségek megértése mellett kihatással és hasznossággal jár az emberekben előforduló betegségek tanulmányozásában és a gyógyszerek szűrésében a humán résztvevőken végzett kísérletek előtt. Ebben a tanulmányban a technológiát nem alkalmazták emberi kimérák esetében, de elméletileg a jövőben ki lehet dolgozni egy kiegészítő módszertant arra, hogy kimérák segítségével emberi szerveket készítsenek átültetésre. Az ezen a területen végzett több munka betekintést enged e technológiák lehetséges sikerébe és korlátaiba, amikor a kiméra fejlesztésére használják őket.
Ez az első és kulcsfontosságú tanulmány az emberi és állati kimérák fejlődéséről, és utat nyit ahhoz, hogy a tudományos közösség jobban megértse a sejtek létrejöttét és fejlődési útjait állati környezetben.
***
Forrás (ok)
1. Wu J et al. 2018. Fajközi kimérizmus emlősök pluripotens őssejtekkel. Sejt. 168. (3) bekezdése alapján. https://doi.org/10.1016/j.cell.2016.12.036
2. Yamaguchi T et al. 2018. A fajok közötti organogenezis autológ funkcionális szigetecskéket hoz létre. Természet. 542. https://doi.org/10.1038/nature21070
