Menneske-dyr-kimærer er drægtige på amerikanske forskningsfarme

På grund af et finansieringsforbud indført af USA's øverste sundhedsagentur går nogle amerikanske forskningscentre videre med forsøg på at dyrke menneskeligt væv inde i grise og får med det mål at skabe hjerter, lever eller andre organer, der er nødvendige for transplantationer.

Indsatsen på at inkubere organer i husdyr er etisk ladet, fordi det involverer at tilføje menneskelige celler til dyreembryoner på måder, der kan udviske grænsen mellem arter.

Sidste september, i en vending af tidligere politik, National Institutes of Health annonceret den ville ikke støtte undersøgelser, der involverede sådanne menneske-dyr-kimærer, før den havde gennemgået de videnskabelige og sociale implikationer nærmere.

Hiromitsu Nakauchi

Agenturet sagde i en erklæring, at det var bekymret over chancen for, at dyrs kognitive tilstand kunne blive ændret, hvis de ender med menneskelige hjerneceller.

NIH-aktionen blev udløst, efter at den fandt ud af, at videnskabsmænd havde påbegyndt sådanne eksperimenter med støtte fra andre finansieringskilder, herunder fra Californiens statslige stamcelleagentur. Menneske-dyr-blandingerne skabes ved at injicere menneskelige stamceller i dagegamle dyreembryoner og derefter drægtige disse i hundyr.

Baseret på interviews med tre hold, to i Californien og et i Minnesota, MED Teknologigennemgang anslår, at omkring 20 drægtigheder af svin-menneske eller får-menneske-kimærer er blevet etableret i løbet af de sidste 12 måneder i USA, selvom der hidtil ikke er blevet offentliggjort noget videnskabeligt papir, der beskriver arbejdet, og ingen af ​​dyrene blev bragt til termin.

Omfanget af forskningen blev delvist afsløret under præsentationer lavet på NIH's Maryland campus i november på agenturets anmodning. En forsker, Juan Carlos Izpisua Belmonte fra Salk Institute, viste upublicerede data om mere end et dusin svinefoster indeholdende menneskeceller. En anden fra University of Minnesota leverede fotografier af et 62 dage gammelt svinefoster, hvor tilføjelsen af ​​menneskeceller så ud til at have vendt en medfødt øjendefekt.

Eksperimenterne er afhængige af en banebrydende fusion af teknologier, herunder nylige gennembrud inden for stamcellebiologi og genredigeringsteknikker. Ved at modificere gener kan forskerne nu nemt ændre DNA'et i svine- eller fåreembryoner, så de er genetisk ude af stand til at danne et specifikt væv. Ved derefter at tilføje stamceller fra en person håber de, at de menneskelige celler vil overtage jobbet med at danne det manglende organ, som derefter kunne høstes fra dyret til brug i en transplantationsoperation.

Vi kan lave et dyr uden hjerte. Vi har konstrueret grise, der mangler skeletmuskler og blodkar, siger Daniel Garry, en kardiolog, der leder et kimærprojekt ved University of Minnesota. Selvom sådanne grise ikke er levedygtige, kan de udvikle sig ordentligt, hvis der tilføjes nogle få celler fra et normalt svineembryo. Garry siger, at han allerede har smeltet to grise sammen på denne måde og for nylig vandt et stipendium på 1,4 millioner dollars fra den amerikanske hær, som finansierer noget biomedicinsk forskning, for at forsøge at dyrke menneskehjerter hos svin.

Spøgelset af en intelligent mus, der sidder fast i et laboratorium et sted, der skriger 'Jeg vil ud' ville være meget bekymrende for folk.

Fordi kimærer kunne give en ny forsyning af organer til trængende patienter og også føre til grundlæggende opdagelser, siger forskere, herunder Garry, at de har til hensigt at presse frem på trods af NIH-positionen. I november var han en af ​​11 forfattere, der udgav et brev kritiserer agenturet for at skabe en trussel mod fremskridt, der kaster en skygge af negativitet på deres arbejde.

Bekymringen er, at dyrene kan vise sig at være lidt for menneskelige til trøst, f.eks. at de ender med menneskelige reproduktive celler, pletter af menneskers hår eller bare højere intelligens. Vi er ikke i nærheden af ​​øen Dr. Moreau, men videnskaben bevæger sig hurtigt, sagde NIH-etiker David Resnik under agenturets møde i november. Spøgelset af en intelligent mus, der sidder fast i et laboratorium et sted, der skriger 'Jeg vil ud' ville være meget bekymrende for folk.

Chancen for, at et dyr får menneskelig bevidsthed, er formentlig lille; deres hjerner er bare for forskellige og meget mindre. Alligevel har forskere, der arbejder med husdyrkimærer, for en sikkerheds skyld endnu ikke tilladt nogen at blive født, men i stedet indsamler de fostre for at indsamle foreløbige oplysninger om, hvor stort bidraget fra menneskelige celler er til dyrenes kroppe.

Indsprøjtning af celler fra en art ind i embryonet af en anden skaber blandinger kaldet kimærer. Fra venstre mod højre: en almindelig mus, en mus, der delvist er rotte, en rotte, der delvist er mus, en hvid rotte.

Hiromitsu Nakauchi, en stamcellebiolog ved Stanford University, begyndte at forsøge at lave menneske-får-kimærer i år. Han siger, at menneskecellers bidrag til dyrenes kroppe indtil videre ser ud til at være relativt lille. Hvis omfanget af menneskeceller er 0,5 procent, er det meget usandsynligt, at man får tænkende grise eller stående får, siger han. Men hvis det er stort, sådan som 40 procent, så er vi nødt til at gøre noget ved det.

Andre former for menneske-dyr-kimærer er allerede meget brugt i videnskabelig forskning, herunder humaniserede mus udstyret med et menneskeligt immunsystem. Sådanne dyr skabes ved at tilføje bidder af lever og thymus fra et menneskefoster (indsamlet efter en abort) til en mus, efter den er født.

Den nye forskningslinje går videre, fordi den involverer at placere menneskeceller i et dyrefoster på det allertidligste stadie, når det er en kugle på blot et dusin celler i en laboratorieskål. Denne proces, kaldet embryokomplementering, er vigtig, fordi de menneskelige celler kan formere sig, specialisere sig og potentielt bidrage til enhver del af dyrets krop, når den udvikler sig.

I 2010, mens han arbejdede i Japan, brugte Nakauchi embryokomplementeringsmetoden til at vise, at han kunne generere mus med en bugspytkirtel udelukkende lavet af rotteceller. Hvis det virker, som det gør hos gnavere, siger han, burde vi kunne have en gris med et menneskeorgan.

Hvad hvis det embryo, der udvikler sig, for det meste er et menneske? Det er noget, vi ikke forventer, men ingen har lavet dette eksperiment, så vi kan ikke udelukke det.

Selvom Nakauchi var en stjerneforsker, var japanske regulatorer langsomme til at godkende hans idé om kimærer - en svinemand som kritikere udtrykte det - og i 2013 besluttede Nakauchi at flytte til USA, hvor ingen føderal lov begrænser skabelsen af ​​kimærer. Stanford var i stand til at rekruttere ham ved hjælp af en bevilling på 6 millioner dollars fra California Institute of Regenerative Medicine, et statsagentur, der blev oprettet for et årti siden for at omgå politisk indblanding fra Washington.

Selvom NIH-finansieringsforbuddet ikke påvirker Nakauchi, har det sat forskere under pres for at forklare formålet med deres arbejde. Jeg vil gerne vise dig nogle kimærer, sagde Nakauchi, da jeg besøgte hans laboratorium i Stanford i sidste måned. Han åbnede døren til et lille rum med inkubatorer, hvor de kimære embryoner opbevares. Fordi et tidligt embryo næsten er usynligt for det menneskelige øje, rummer rummet specielle mikroskoper udstyret med mikronåle, der bruges til at injicere de menneskelige celler i dem.

Den type menneskelige celler, der tilføjes, kaldes iPS-celler, lavet af hud eller blod, der er kemisk omprogrammeret til mere alsidige stamceller ved hjælp af en nobelprisvindende formel udviklet af en af ​​Nakauchis japanske kolleger. Nakauchi siger, at for nemheds skyld er de fleste af de iPS-celler, som hans team har anbragt i dyreembryoner, lavet af hans eget blod, da rekruttering af frivillige involverer for meget papirarbejde.

Vi har brug for et særligt samtykke, hvis vi sprøjter ind i dyr, siger han fåragtigt. Så jeg prøver at bruge min egen.

En gris på svineenheden ved University of California, Davis. Forskere håber at dyrke menneskelige organer i sådanne dyr.

Ordet kimær kommer fra den græske mytevæsen, dels løve, dels ged og dels slange. Nakauchi siger, at de fleste først forestiller sig, at hans kimærer også er monstre. Men han siger, at holdningerne ændrer sig, hvis han kan forklare sit forslag. En grund er, at hvis hans iPS-celler udvikler sig inde i et dyr, vil det resulterende væv faktisk være hans, en slags perfekt matchet erstatningsdel. Desperat syge mennesker på organventelister kan en dag bestille en kimær og vente mindre end et år på, at deres eget tilpassede organ er klar. Jeg ser virkelig ikke den store risiko for samfundet, siger han.

Før det kan ske, skal forskerne bevise, at menneskeceller virkelig kan formere sig og bidrage effektivt til husdyrs kroppe. Det kan være udfordrende, da mennesker og svin sidst delte en forfader for næsten 90 millioner år siden, i modsætning til rotter og mus, som er ret tætte genetisk.

For at finde ud af det besluttede forskere i 2014 at begynde at imprægnere husdyr med menneske-dyr-embryoner, siger Pablo Ross, en dyrlæge og udviklingsbiolog ved University of California, Davis, hvor nogle af dyrene bliver anbragt. Ross siger hos Davis, at han har overført omkring seks sæt svine-menneske-embryoner til søer i samarbejde med Salk Institute og etableret yderligere otte eller 10 drægtigheder af får-menneske-embryoner med Nakauchi. Yderligere tre dusin svineoverførsler har fundet sted uden for USA, siger han.

Disse tidlige bestræbelser er endnu ikke for at lave organer, siger Ross, men mere for at bestemme de ideelle betingelser for at generere menneske-dyr-kimærer. Studierne på Davis begyndte først efter en gennemgang af tre forskellige etiske komiteer, og selv da, siger han, besluttede universitetet at være forsigtige og begrænse den tid, dyrene ville få lov til at udvikle sig til kun 28 dage (en gris er født i 114 dage).

På det tidspunkt er den embryonale gris kun en halv tomme lang, selvom den er udviklet nok til at kontrollere, om menneskelige celler bidrager til dens rudimentære organer.

Vi ønsker ikke at dyrke dem til stadier, vi ikke behøver, da det ville være mere kontroversielt, siger Ross. Min opfattelse er, at bidraget fra menneskelige celler vil være minimalt, måske 3 procent, måske 5 procent. Men hvad nu hvis de bidrog til 100 procent af hjernen? Hvad hvis det embryo, der udvikler sig, for det meste er et menneske? Det er noget, vi ikke forventer, men ingen har lavet dette eksperiment, så vi kan ikke udelukke det.

skjule