Chimery: ludzka świnia czy świński człowiek? O co w tym chodzi?

W ostatnim czasie wiele burzy wywołał artykuł, który ukazał się 26. stycznia 2017 r. na łamach magazynu Cell. Artykuł ten opisywał wyniki badań przeprowadzonych w Salk Institute for Biological Studies (CA, USA). Publikacja zawiera rezultaty eksperymentów prowadzonych nad tworzeniem chimer szczurzo-mysich, ludzko-bydlęcych, ludzko-świńskich. Publikacja ta wywołała ogromne poruszenie. Zaczęły pojawiać się głosy, że działania naukowców są całkowicie nieetyczne. Jedne portale grzmiały, że to „ogromny koszmar”, „przekroczenie jakichkolwiek granic”, „zabawa w Boga”. Używały ironicznych określeń typu „ ludzka świnia”, „świński człowiek”. Inne zaś głosy zwróciły uwagę, że to ogromna szansa i niezwykle nowatorski kierunek badań. W niniejższym artykule postaram się opisać istotę badań i wyjaśnić o co z tym tak naprawdę chodzi.

„Ludzka świnia” czy „świński człowiek” ? 
Odpowiedź na to pytanie jest prosta. Ani to, ani to. Zacznijmy od początku. W tym przypadku mamy do czynienia z chimerą. Czym jest chimera? Jest to organizm zbudowany z komórek różniących się genetycznie. Nawet w tym wypadku , komórek pochodzących od innego organizmu.

Jak wyglądały badania? 
Naukowcy przeprowadzili najpierw badania dotyczące tworzenia chimer szczurzo-mysich. Procedura badań przebiegała zgodnie z poniższym schematem.

Źródło: Wu, Jun et al. Cell 2017

W badaniach został zastosowany dwuetapowy system międzygatunkowej blastocysty. W pierwszym etapie naukowcy wprowadzili modyfikację genetyczną w mysich zygotach za pomocą metody CRISPR-Cas 9, która to doprowadziła do inaktywacji specyficznych genów, odpowiadających za rozwój poszczególnych organów myszy, takich jak trzustka, serce, wątroba, oczy. W drugim etapie wprowadzili określoną liczbę komórek macierzystych, pochodzących od szczura do tak utworzonej blastocysty myszy. Kolejnym etapem była implantacja embrionu do myszy - „matki zastępczej”. Rezultaty badań były obiecujące. Wydajność otrzymywania chimer szczurzo-mysich wyniosła 20%, a największy odsetek komórek szczurzych w docelowych organach zaobserwowano w sercu (niemal 10%).

Naukowcy przeprowadzili też badania nad tworzeniem chimer ludzko-świńskich i ludzko-bydlęcych.

Źródło: Wu, Jun et al. Cell 2017

Mechanizm był podobny. Do blastocyst świńskich i bydlęcych zostały wprowadzone ludzkie indukowane pluripotentne komórki macierzyste, otrzymane poprzez reprogramowanie fibroblastów ludzkiego napletka. Użyte komórki pluripotentne charakteryzują się tym, że są zdolne do różnicowania się we wszystkie typy komórek (oprócz łożyska). Zdolność do tworzenia chimer oceniano na etapie pre-implantacyjnym i jeśli doszło do skutecznego tworzenia chimer na etapie pre-implantacyjnym, to w przypadku chimer ludzko-świńskich oceniano także procent chimer na etapie 21-28 dniowego embrionu po wprowadzeniu do lochy (samica świni) - „matki zastępczej”. Ciąża po okresie 3 tygodni była przerywana, a płód poddany sekcji i badaniom. Po tym okresie okazało się, że procent embrionów charakteryzujących się prawidłową morfologią i rozmiarem, zawierających ludzkie komórki wyniósł jedynie 1,16 % w stosunku do liczby wprowadzonych blastocyst (17 embrionów na 1466 blastocyst).

Dlaczego te badania są tak ważne? 
Szanse, które upatruje się w tych badaniach, dotyczą możliwości otrzymywania narządów ludzkich w ciele świni, które będą służyły do przeszczepów w transplantologii. Obecnie liczba przeszczepów jest bardzo mało, a ludzi którzy tego potrzebują jest niezwykle dużo. Z pewnością na tych modelach (gdyż świnia ze względu na podobną wielkość organów do ludzkich jest doskonałym modelem) można badać przebieg chorób genetycznych, ich podłoże i możliwość naprawy tych wad. Mogą także służyć do testowania leków czy obserwacji wczesnych mechanizmów rozwoju embrionalnego człowieka.

Skąd biorą się głosy sprzeciwu? 
Głosy krytykujące te działania są związane głównie z problemami bioetycznymi, które zawsze towarzyszą manipulacjom na gametach i zarodkach. Mowa tu głównie o definicji życia ludzkiego, zarodka, wartości człowieka. Z drugiej strony istnieje też obawa, że ludzkie komórki zamiast rozwijać się np. w serce będą rozwijały się w neurony. Wówczas może dojść do sytuacji, że urodzi się świnia, w której mózgu będą znajdowały się ludzkie neurony. 

Nie jest to z pewnością pierwszy i ostatni raz, kiedy współczesna nauka i etyka znajdą się po przeciwnych stronach… Ważne jest także, aby korzystać z osiągnięć współczesnej nauki, szczególnie w tych sytuacjach, kiedy mogą nieść pomoc milionom ludzi…

Patryk Siejwa 
Student III roku Biotechnologii inżynierskiej

Źródła:

• Interspecies Chimerism with Mammalian Pluripotent Stem Cells ,Wu J1 , Cell. 2017 Jan 26;168(3):473-486.e15. 
• http://biotechnologia.pl/biotechnologia/na-jezykach-o-co-chodzi-z-chimera-czlowieka-i-swini,16815