На 4 август 2016 г. Националните здравни институти на САЩ (NIH) обявиха, че ще премахнат мораториума върху създаването на химери. Говорим за етично противоречиви експерименти, при които човешки стволови клетки се вкарват в животински ембриони - в резултат се формират организми, които съчетават животински и човешки черти. Учените ги наричат химери.
В древна Гърция химерите са били наричани митологични чудовища с главата и шията на лъв, тялото на коза и опашката на змия. Същите химери са организми с генетично различен материал. Те биха могли да послужат като удобни биологични модели за изучаване на различни заболявания, например ракови или невродегенеративни синдроми, и биха могли да станат източник на органи за трансплантация.
Въпреки това, щом експерименталната биология се доближи до научната фантастика, обществеността се опасява, че това може да доведе до нежелани последствия.
При създаването на химери се използват стволови клетки със свойства на плурипотентност. С други думи, те са в състояние да се трансформират във всички клетки на човешки ембрион. Клетките се въвеждат в тъканите на ембриона на моделни организми (мишки, плъхове, маймуни, свине и други животни) на много ранни етапи, след което ембрионът се оставя да се развива по-нататък.
През септември 2015 г. NIH изрази безпокойство, че ако стволови клетки бъдат инжектирани в мозъка на мишки, резултатът може да бъде гризачи с променени когнитивни способности - тоест животни с „свръх интелигентност“. Поради това NIH, която отпуска безвъзмездни средства за биомедицински изследвания, реши да спре финансирането за експерименти с химери, докато техните експерти не изучат етичния проблем.
Въпреки това някои изследователски групи в Съединените щати вече бяха заети с създаването на химери. MIT Technology Review съобщава, че през 2015 г. е имало около 20 опита за производство на химери за прасета и овце. За съжаление, все още не е публикувана нито една научна работа и няма съобщения за успешното производство на животни с човешки тъкани.
Отляво надясно: нормална мишка, мишка с клетки на плъхове, плъх с клетки на мишка, нормален плъх
Промоционално видео:
Експериментите с химерни организми комбинират както генното инженерство, така и биологията на стволовите клетки. Не е достатъчно просто да се въведат плюрипотентни клетки в ембриона на животно, защото в този случай може да се получи организъм с катастрофални нарушения в развитието. Учените обикновено изключват гените в ембрионите, така че те да не могат да образуват специфични тъкани. В този случай стволовите клетки поемат задачата да формират липсващия орган, който не се различава от човека, което го прави подходящ за трансплантация.
Според кардиолога Даниел Гари, първите изследвания на този метод са били извършени в неговата лаборатория. Изследователите са проектирали прасета, на които им липсват някои скелетни мускули и кръвоносни съдове. Такива животни не биха били жизнеспособни, но учените добавиха стволови клетки към ембрионите от друг свински ембрион.
Резултатите впечатлиха толкова много американските военни, че дадоха на Хари субсидия от 1,4 милиона долара за отглеждане на човешки сърца в прасета. Ученият щеше да продължи изследванията си въпреки мораториума на NIH и беше един от 11 автори, публикуващи писмо, критикуващо решението на биомедицинския център.
Според учените мораториумът на NIH представлява заплаха за развитието на биологията на стволовите клетки, биологията на развитието и регенеративната медицина и постави под въпрос дали стволовите клетки могат да произведат високо интелигентно, хуманизирано животно. По-специално, те изтъкнаха, че експериментите с ксенотрансплантация, при които човешки нервни клетки се имплантират в мозъка на мишки, не водят до прекалено интелигентни гризачи.
Човешките стволови клетки (червени) в миши ембриони в стадия на бластоциста
Като предпазна мярка някои изследователи, работещи върху химера, не позволяват да се родят творенията им. Ембриолозите изучават ембрионите, за да получат информация за приноса на стволовите клетки на човека в развитието на плода.
Въпреки това, въпреки факта, че някои лаборатории го играят безопасно, химерни животни вече съществуват - например мишки, надарени с имунната система на човека. Такива животни се създават чрез въвеждането на чернодробни и тимусни клетки от абортирани човешки ембриони в тялото на вече родени гризачи.
От най-голям интерес за учените е създаването на химери на стадия на бластоциста, когато плодът е топка, състояща се от няколко десетки клетки. Този метод се нарича ембрионно допълване.
През 2010 г. изследователите в Япония успяха да създадат мишки, чийто панкреас е изцяло съставен от плъхови клетки. Хиромицу Накаучи, водещият автор на произведението, по-късно реши да създаде „човешко прасе“, за което трябваше да се премести в САЩ, тъй като научните комитети в Япония не одобряват подобни експерименти.
Ученият сега работи в Станфордския университет по субсидия от Калифорнийския институт по регенеративна медицина. По-голямата част от плюрипотентните клетки, инжектирани в ембрионите в неговата лаборатория, са направени от собствената му кръв, каза той, тъй като бюрократичните бариери предотвратяват навлизането на доброволци отвън.
Повечето хора, чувайки думата „химера“, си представят чудовища, създадени от луди учени. Учените трябва да докажат, че човешките клетки всъщност могат да се размножават и да формират пълноценни и здрави органи при животните. Мишките и плъховете са доста близки генетично, така че създаването на химери в този случай не е проблем. В случая с хора и прасета, чийто общ прародител е живял преди 90 милиона години, нещата може да са различни.
Учените вече тестват комплементацията на прасета на ембриони с човешки стволови клетки, но изследванията започват едва след одобрението на три комисии по биоетика. Университетът в Станфорд, който провежда изследването, има ограничено време за развитие на ембрионите до 28 дни (прасенцата се раждат на 114 дни). Независимо от това, плодът ще бъде достатъчно развит, за да може да определи колко добре се формират пъпките на органите.
Миналата седмица НЗИ предложи да се замени мораториумът с допълнителна експертиза, която да бъде проведена от комисия от етици и експерти по защита на животните. Те ще вземат предвид фактори като вида на човешките клетки, разположението им в ембриона и възможните промени в поведението и външния вид на животното. Констатациите на експертите ще помогнат на NIH да реши дали прегледаният проект заслужава финансиране.