Första studien för att visa utvecklingen av interspecies chimär som en ny källa till organ för transplantationer
I en studie publicerad i Cell1, chimärer – uppkallade efter det mytomspunna lejon-get-ormmonstret – tillverkas för första gången genom att kombinera material från människor och djur. De mänskliga celler kan framgångsrikt ses växa inuti en gris efter att mänskliga stamceller (som har förmågan att utvecklas till vilken vävnad som helst) har injicerats i grisembryot med en banbrytande stamcellsteknologi.
Denna studie ledd av professor Juan Carlos Izpisua Belmonte vid Salk Institute for Biological Studies i Kalifornien är ett enormt genombrott och pionjärarbete för att förstå och förverkliga potentialen hos interspecies chimärer och ger oöverträffad förmåga att studera tidig embryoutveckling och organ bildning.
Hur utvecklas chimären människa-gris?
However, the authors describe this process as fairly inefficient with low success rate of only ~9 percent but they also observed that human cells were seen successfully functioning when part of a human-pig chimera. Thelow success rate is mainly attributed to the evolutionary gaps between human and gris and also there was no evidence that human cells were integrating into the premature form of hjärna tissue. The low success rate not with standing, the observations show that billions of cells in the chimera embryo would still have millions of human cells. The testing of these cells alone (even 0.1% to 1%) would certainly be meaningful in a larger context to achieve long term understanding of interspecies chimera.
En relaterad chimärstudie publicerades också ungefär samtidigt i Nature ledd av Hiromitsu Nakauchi vid Stanford Institute for Stem Cell Biology and Regenerative Medicine som rapporterar funktionella öar i rått-mus-chimärer2.
Etisk diskussion kring chimärer, hur långt kan vi gå?
Studierna relaterade till utvecklingen av interspecies chimärer är dock också etiskt diskutabel och väcker farhågor om i vilken utsträckning sådana studier kan göras och är juridiskt och socialt acceptabla. Det handlar om etiskt ansvar och juridiska beslutsfattande organ och väcker också flera frågor.
Om vi tar hänsyn till alla etiska överväganden är det osäkert om en humant-Djurschimär kan någonsin födas. Kommer det att vara etiskt om den är född men inte tillåten avel genom att göra den steril? Hur stor andel av mänskliga hjärnceller som kan vara en del av chimär är också tveksamt. Kan chimären potentiellt hamna i något obekvämt grått område som ett ämne mellan djur- och människaforskning. Forskare vet inte mycket om sin egen art på grund av de många hindren för forskning på människor. Dessa barriärer inkluderar inget stöd för embryoforskning, förbud mot några kliniska prövningar relaterade till genetisk modifiering av könsceller (celler som blir spermier eller ägg), och begränsningar av den mänskliga utvecklingsbiologiska forskningen.
Utan tvekan kommer forskare att behöva ta itu med dessa frågor vid en lämplig tidpunkt snarare än att undvika dem. Sådana ansträngningar kommer att ge en grund och föra vägen för vidare forskning som är etiskt sund och ger djupare insikter om att ”vara människa”.
Författarna konstaterar kategoriskt att deras mål är att i första hand förstå hur celler av två olika arter (gris och människa här) blandas, differentierar och integreras och att de har analyserat chimären människa-gris på ett mycket tidigt stadium i utvecklingen.
Flera utmaningar men enormt hopp för framtiden
Denna studie är spännande trots att den är etiskt utmanande och markerar det första steget mot att generera transplanterbara mänskliga organ med hjälp av stora djur (gris, ko etc.) vars organ storlek och fysiologi är mycket nära och liknar människor. Men om vi tittar på den aktuella studien är nivåerna av immunavstötning väldigt höga när vi talar. Grisens bidrag (celler från gris) till varje organ som växer i chimären är en extremt stor utmaning för alla tankar om framgångsrik organtransplantation till människor.
Ändå är det verkliga hoppet för framtiden här att kunna ha en new source of organs for transplantationer hos människor genom att använda stamcells- och genredigeringsteknik. Detta är viktigt och behovet av timme, med tanke på det enorma behovet av transplantation bland patienter, av vilka många dör på väntelistan (särskilt med njur- och leverbehov) och även den enorma bristen på tillräckligt många donatorer.
Författare hävdar att denna studie kommer att påverka andra relaterade forskningsområden också. Den fortsatta utvecklingen av chimärer med relativt sett mer mänsklig vävnad har implikationer och användbarhet för att studera uppkomsten av sjukdomar hos människor och för screening av läkemedel före försök på mänskliga deltagare förutom att förstå skillnaderna mellan arterna. I den här studien användes inte tekniken för mänskliga chimärer, men teoretiskt sett skulle en kompletterande metodik kunna utarbetas i framtiden för att försöka använda chimärer för att göra mänskliga organ för transplantation. Mer arbete inom detta område kommer att ge insikter om möjlig framgång och begränsningar för dessa teknologier när de används för att utveckla chimärer.
Detta är en första och avgörande studie om utvecklingen av människors och djurs chimärer och banar väg för att främja det vetenskapliga samfundets förståelse av skapandet och utvecklingsvägarna för celler i en djurmiljö.
***
Källa (er)
1. Wu J et al. 2018. Interspecies Chimerism with Mammalian Pluripotent Stem Cells. Cell. 168 (3). https://doi.org/10.1016/j.cell.2016.12.036
2. Yamaguchi T et al. 2018. Organogenes mellan arter genererar autologa funktionella öar. Natur. 542. https://doi.org/10.1038/nature21070
