Interspecies Chimera: Nyt håb for mennesker, der har brug for organtransplantation

Første undersøgelse for at vise udvikling af interspecies kimærer som en ny kilde til organer til transplantationer

I en undersøgelse offentliggjort i Cell¹, kimærer – opkaldt efter det mytiske løve-ged-slangemonster – laves for første gang ved at kombinere materiale fra mennesker og dyr. Det humane celler kan med succes ses vokse inde i en gris, efter at menneskelige stamceller (som har evnen til at udvikle sig til ethvert væv) er injiceret i griseembryonet ved hjælp af en banebrydende stamcelleteknologi.

Denne undersøgelse ledet af professor Juan Carlos Izpisua Belmonte ved Salk Institute for Biological Studies i Californien er et stort gennembrud og pionerarbejde med at forstå og realisere potentialet i interspecies kimærer og giver en hidtil uset evne til at studere tidlig embryoudvikling og orgel dannelse.

Hvordan udvikles menneske-grisekimæren?

Forfatterne beskriver imidlertid denne proces som temmelig ineffektiv med en lav succesrate på kun ~9 procent, men de observerede også, at humane celler blev set med succes, når de var en del af en human-grisekimær. Den lave succesrate tilskrives hovedsageligt de evolutionære kløfter mellem mennesker og gris og der var heller ingen beviser for, at menneskelige celler blev integreret i den for tidlige form af hjernen væv. Den lave succesrate ikke med stående, observationerne viser, at milliarder af celler i kimæren embryo stadig ville have millioner af menneskelige celler. Testen af ​​disse celler alene (selv 0.1% til 1%) ville helt sikkert være meningsfuld i en større sammenhæng for at opnå langsigtet forståelse af interspecies kimærer.

En relateret kimærundersøgelse blev også offentliggjort omkring samme tid i Nature ledet af Hiromitsu Nakauchi ved Stanford Institute for Stem Cell Biology and Regenerative Medicine, der rapporterer funktionelle øer i rotte-mus-kimærer².

Etisk diskussion omkring kimærer, hvor langt kan vi gå?

Imidlertid er undersøgelserne relateret til udvikling af interspecies kimærer også etisk diskutable og giver anledning til bekymring om, i hvilket omfang sådanne undersøgelser kan udføres og er juridisk og socialt acceptable. Dette involverer etisk ansvar og juridiske beslutningsorganer og rejser også flere spørgsmål.

Hvis vi tager alle etiske hensyn, er det usikkert, om en menneskelig-Dyrekimær kan nogensinde blive født. Vil det være etisk, hvis det er født, men ikke tilladt, avler ved at gøre det sterilt? Hvor stor en procentdel af menneskelige hjerneceller der kan være en del af kimær er også tvivlsomt. Kunne kimæren potentielt falde ind i et ubehageligt gråt område som et emne mellem dyre- og menneskeforskning. Forskere ved ikke meget om deres egen art på grund af de mange barrierer for forskning på mennesker. Disse barrierer omfatter ingen støtte til embryoforskning, forbud mod kliniske forsøg relateret til kimlinie (celler, der bliver til sæd eller æg), genetisk modifikation og begrænsninger af den menneskelige udviklingsbiologiske forskning.

Ingen tvivl om, at videnskabsmænd bliver nødt til at tackle disse spørgsmål på et passende tidspunkt i stedet for at undgå dem. En sådan indsats vil danne grundlag og fremme vejen for yderligere forskning, som er etisk forsvarlig og giver en dybere indsigt i "at være menneske".

Forfatterne udtaler kategorisk, at deres formål primært er at forstå, hvordan celler af to forskellige arter (svin og menneske her) blandes, differentieres og integreres, og at de har analyseret menneske-grise-kimæren på et meget tidligt stadium i udviklingen.

Flere udfordringer, men enormt håb for fremtiden

Denne undersøgelse er spændende på trods af at den er etisk udfordrende og markerer det første skridt mod at generere transplanterbare menneskelige organer ved hjælp af store dyr (svin, ko osv.), hvis orgel størrelse og fysiologi er meget tæt på og ligner mennesker. Men hvis vi ser på den aktuelle undersøgelse, er niveauerne af immunafstødning meget høje, mens vi taler. Grisens bidrag (celler fra gris) til hvert organ, der vokser i kimæren, er en ekstrem stor udfordring for enhver tanke om vellykket organtransplantation til mennesker.

Ikke desto mindre er det virkelige håb for fremtiden her at kunne have en ny kilde til organer til transplantationer hos mennesker ved at bruge stamcelle- og genredigeringsteknologier. Dette er vigtigt og tidens behov i betragtning af det enorme behov for transplantation blandt patienter, hvoraf mange dør på ventelisten (især med nyre- og leverbehov) og også den enorme mangel på nok donorer.

Forfattere hævder, at denne undersøgelse også vil påvirke andre relaterede forskningsområder. Den fortsatte udvikling af kimærer med relativt mere humant væv har implikationer og nytte til at studere debut af sygdomme hos mennesker og til screening af lægemidler før forsøg på menneskelige deltagere bortset fra at forstå forskellene mellem arterne. I denne undersøgelse blev teknologien ikke brugt til menneskelige kimærer, men teoretisk set kunne der udtænkes en komplementær metodologi i fremtiden i forsøget på at bruge kimærer til at lave menneskelige organer til transplantation. Mere arbejde på dette område vil give indsigt i disse teknologiers mulige succes og begrænsninger, når de bruges til at udvikle kimærer.

Dette er en første og afgørende undersøgelse af udviklingen af ​​menneskers og dyrs kimærer og baner vejen for at fremme det videnskabelige samfunds forståelse af skabelsen og udviklingsvejene for celler i et dyremiljø.

***

Kilde (r)

1. Wu J et al. 2018. Interspecies kimærisme med pattedyrs pluripotente stamceller. Cell. 168 (3). https://doi.org/10.1016/j.cell.2016.12.036

2. Yamaguchi T et al. 2018. Organogenese mellem arter genererer autologe funktionelle øer. Natur. 542. https://doi.org/10.1038/nature21070

***