Έμβρυα από κύτταρα ανθρώπου και πιθήκου δημιουργήθηκαν για πρώτη φορά στο εργαστήριο
Ερευνητές από την Κίνα και τις ΗΠΑ δημιούργησαν για πρώτη φορά «χιμαιρικά» έμβρυα που επιβίωσαν για σημαντικό χρονικό διάστημα, έως και είκοσι ημέρες.
Σύμφωνα με όσα μεταδίδει το phys.org η έρευνα, παρά τα ηθικά ζητήματα που προκύπτουν, δύναται να συμβάλλει στους τομείς της αναπτυξιακής βιολογίας και της εξέλιξης. Παράλληλα μπορεί να συμβάλλει στην ανάπτυξη νέων μοντέλων ανθρώπινης βιολογίας και ασθενειών. Η έρευνα δημοσιεύθηκε στις 15 Απριλίου στο περιοδικό Cell.
«Καθώς δεν μπορούμε να πραγματοποιήσουμε συγκεκριμένα πειράματα σε ανθρώπους, είναι σημαντικό να έχουμε καλύτερα μοντέλα για να μελετήσουμε και να κατανοήσουμε με μεγαλύτερη ακρίβεια την ανθρώπινη βιολογία και τις ασθένειες», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας Juan Carlos Izpisua Belmonte, καθηγητής στο Ινστιτούτο Βιολογικών Επιστημών Salk, στην Τσεχία.
Παράλληλα συμπλήρωσε πως ένας σημαντικός στόχος της πειραματικής βιολογίας είναι η ανάπτυξη μοντέλων συστημάτων που επιτρέπουν τη μελέτη ανθρώπινων ασθενειών υπό συνθήκες in vivo.
Η χίμαιρα είναι ένας οργανισμός του οποίου τα κύτταρα προέρχονται από δύο ή περισσότερα «άτομα», με τις πρόσφατες έρευνες να στρέφονται σε συνδυασμούς διαφορετικών ειδών. Ο όρος προέρχεται από την ελληνική μυθολογία και οι επιστήμονες ξεκίνησαν να δημιουργούν χιμαιρικά έμβρυα τη δεκαετία του 1970.
Το 2020 η ομάδα πίσω από αυτή τη μελέτη δημιούργησε τεχνολογία που επέτρεψε στα έμβρυα των πιθήκων να παραμείνουν ζωντανά και να αναπτυχθούν εξωσωματικά για ένα εκτεταμένο χρονικό διάστημα.
Στην μελέτη που δημοσιεύτηκε, έξι ημέρες μετά τη δημιουργία τους, οι επιστήμονες χορήγησαν στο κάθε έμβρυο 25 πολυδύναμα βλαστοκύτταρα, ικανά να διαφοροποιούνται και να δίνουν μια ποικιλία ιστών. Την επόμενη μέρα, ανιχνεύθηκαν ανθρώπινα βλαστοκύτταρα σε 132 έμβρυα. Μετά από 10 ημέρες, 103 από τα χιμαιρικά έμβρυα εξακολουθούσαν να αναπτύσσονται. Η επιβίωση άρχισε σύντομα να μειώνεται, και μέχρι την 19η ημέρα, μόνο τρία έμβρυα παρέμεναν ζωντανά. Είναι σημαντικό, ωστόσο, ότι το ποσοστό των ανθρώπινων κυττάρων στα έμβρυα παρέμεινε υψηλό καθ’ όλη τη διάρκεια της ανάπτυξης.
Οι ερευνητές πραγματοποίησαν μεταγραφική ανάλυση τόσο στα ανθρώπινα όσο και στα κύτταρα των εμβρύων. «Από αυτές τις αναλύσεις, εντοπίστηκαν αρκετά μονοπάτια επικοινωνίας τα οποία είτε ήταν νέα είτε ενισχύθηκαν στα χιμαιρικά κύτταρα», αναφέρει ο Belmonte. Το σημαντικό επόμενο βήμα για τους επιστήμονες θα πρέπει να είναι η αξιολόγηση όλων των μοριακών οδών που εμπλέκονται σε αυτήν την επικοινωνία μεταξύ των ειδών, με τον άμεσο στόχο να βρεθούν εκείνες οι διαδρομές που είναι ζωτικής σημασίας για την αναπτυξιακή διαδικασία.
Μακροπρόθεσμα, οι ερευνητές ελπίζουν να χρησιμοποιήσουν τις χίμαιρες όχι μόνο για να μελετήσουν την πρώιμη ανάπτυξη του ανθρώπου και να μοντελοποιήσουν τις ασθένειες αλλά και για να αναπτύξουν νέες προσεγγίσεις σχετικά με τον έλεγχο των φαρμάκων, καθώς και να δημιουργήσουν δυνητικά μεταμοσχεύσιμα κύτταρα, ιστούς ή όργανα.
Ο Izpisua Belmonte σημειώνει ωστόσο ότι «είναι ευθύνη μας ως επιστήμονες να διεξάγουμε την έρευνά μας προσεκτικά, ακολουθώντας όλες τις ηθικές, νομικές και κοινωνικές κατευθυντήριες γραμμές».
Η πρώτη χίμαιρα ανθρώπου- μαϊμούς διχάζει ως η κόκκινη γραμμή της ηθικής
Οι χίμαιρες ανθρώπων - μαϊμούδων διχάζουν την επιστημονική κοινότητα
Οι προσπάθειες για τη δημιουργία χίμαιρας ανθρώπων-ζώων έχουν αναθερμάνει μια συζήτηση περί ηθικής μετά από αναφορές ότι οι επιστήμονες έχουν παραγάγει έμβρυα μαϊμούς που περιέχουν ανθρώπινα κύτταρα.
Η χίμαιρα είναι ένας οργανισμός του οποίου τα κύτταρα προέρχονται από δύο ή περισσότερα "άτομα", με τις πρόσφατες έρευνες να στρέφονται σε συνδυασμούς διαφορετικών ειδών. Η λέξη προέρχεται από το πλάσμα της ελληνικής μυθολογίας που είχε μέρος λιονταριού, μέρος κατσίκας και μέρος φιδιού.
Η τελευταία έκθεση, που δημοσιεύτηκε στην ισπανική εφημερίδα El País, υποστηρίζει ότι μια ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τον καθηγητή Juan Carlos Izpisúa Belmonte του Ινστιτούτου Salk στις ΗΠΑ, έχει δημιουργήσει χίμαιρες μαϊμούδων-ανθρώπων. Η έρευνα διεξήχθη στην Κίνα για την αποφυγή νομικών ζητημάτων, σύμφωνα με την έκθεση.
Οι χιμαιρές θεωρούνται ένας πιθανός τρόπος αντιμετώπισης της έλλειψης οργάνων για μεταμόσχευση, καθώς και για προβλήματα απόρριψης οργάνων. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι όργανα γενετικά προσαρμοσμένα σε ένα συγκεκριμένο ανθρώπινο λήπτη, θα μπορούσαν να αναπτυχθούν μέσα σε ζώα. Η προσέγγιση βασίζεται στη λήψη κυττάρων από έναν ενήλικα άνθρωπο και τον επαναπρογραμματισμό τους ώστε να γίνουν βλαστικά κύτταρα, τα οποία μπορούν να δημιουργήσουν οποιοδήποτε είδος κυττάρου στο σώμα. Εν συνεχεία εισάγονται στο έμβρυο ενός άλλου είδους.
Ο
Izpisúa Belmonte και άλλοι επιστήμονες κατάφεραν στο παρελθόν να παράγουν τόσο
έμβρυα χοίρων όσο και έμβρυα προβάτων που περιέχουν ανθρώπινα κύτταρα, αν και
οι αναλογίες είναι μικροσκοπικές: στην τελευταία περίπτωση, οι ερευνητές
εκτιμούν ότι μόνο ένα κύτταρο στα 10.000 ήταν ανθρώπινο. Οι χίμαιρες
χοίρου-ανθρώπου και προβάτου-ανθρώπου είναι επιστημονικά ελκυστικές εν μέρει
επειδή οι χοίροι και τα πρόβατα έχουν όργανα σε σχετικά σωστό μέγεθος για
μεταμόσχευση στον άνθρωπο.
Λεπτομέρειες για τις εργασίες που αναφέρθηκαν αυτήν την εβδομάδα είναι λιγοστές
και οι επιστήμονες δεν δίνουν περισσότερες.
Ωστόσο, ο Alejandro De Los Angeles, από το τμήμα ψυχιατρικής στο Πανεπιστήμιο Yale, δήλωσε ότι πιθανώς αναπτύχθηκαν χίμαιρες μαϊμούδων-ανθρώπων για να διερευνήσουν πώς να βελτιώσουν την αναλογία ανθρώπινων κυττάρων σε τέτοιους οργανισμούς. «Τέτοιες χίμαιρες θα μπορούσαν να μας διδάξουν πώς να κάνουμε χίμαιρες ανθρώπου-χοίρου με την ελπίδα να έχουμε περισσότερα όργανα για μεταμόσχευση», είπε. «Μπορούν να μας διδάξουν ποιους τύπους βλαστικών κυττάρων θα έπρεπε να χρησιμοποιήσουμε ή άλλους τρόπους βελτίωσης των επιπέδων του ανθρώπινου χιμαιρισμού μέσα στους χοίρους».
Ο
De Los Angeles επεσήμανε ότι, όπως και με προηγούμενες εργασίες σε χοίρους και
πρόβατα, οι χίμαιρες μαϊμούδων - ανθρώπων έχουν αφεθεί να αναπτυχθούν μόνο για
λίγες εβδομάδες - δηλαδή πριν τα όργανα σχηματιστούν.
Ο καθηγητής Robin Lovell-Badge, ένας βιολόγος ανάπτυξης από το Francis Crick
Institute του Λονδίνου, συμφώνησε. «Δεν νομίζω ότι είναι ιδιαίτερα ανησυχητικό
όσον αφορά την ηθική, γιατί δεν το προχωράνε αρκετά μακριά για να έχουν ένα
νευρικό σύστημα ή να αναπτυχθούν με οποιονδήποτε τρόπο - είναι ακριβώς μια
μπάλα κυττάρων», είπε.
Όμως ο Lovell-Badge πρόσθεσε ότι αν χίμαιρες μπορούσαν να αναπτυχθούν περαιτέρω, θα μπορούσε κάτι τέτοιο να προκαλέσει ανησυχίες. «Πώς περιορίζετε τη συμβολή των ανθρώπινων κυττάρων μόνο στο όργανο που θέλετε να κάνετε;» είπε. «Αν αυτό είναι ένα πάγκρεας ή μια καρδιά ή κάτι τέτοιο, ή νεφρό, τότε αυτό είναι καλό αν καταφέρετε να το κάνετε. Αν όμως επιτρέψεις σε αυτά τα ζώα να προχωρήσουν και να γεννηθούν, αν έχεις μεγάλη συμβολή στο κεντρικό νευρικό σύστημα από τα ανθρώπινα κύτταρα, τότε αυτό γίνεται προφανώς ανησυχητικό».
Τα νέα για τις χίμαιρες έρχονται λίγο μετά την αναφορά πως ιαπωνικές ερευνητές έλαβαν κυβερνητική υποστήριξη για τη δημιουργία χίμαιρας ποντικού-ανθρώπου. Τον Μάρτιο η Ιαπωνία ήρε την απαγόρευση που δεν επέτρεπε σε τέτοια έμβρυα να αναπτυχθούν πέραν των 14 ημερών και να εμφυτευθούν σε μια μήτρα, πράγμα που σημαίνει ότι αυτές οι χίμαιρες μπορούν, εάν δοθεί άδεια για ένα πείραμα, να τεθούν σε ισχύ.
Ο Lovell-Badge δήλωσε ότι είναι πολύ απίθανο τα ζώα, εάν αναπτυχθούν, να έχουν συμπεριφορά που μοιάζει με τον άνθρωπο, αλλά ανέφερε ότι τα ζώα μπορεί να μην συμπεριφέρονται σαν «κανονικά» τρωκτικά.
«Υπάρχουν λοιπόν ορισμένα ζητήματα που αφορούν την καλή διαβίωση των ζώων, καθώς και τα ηθικά ζητήματα του να κάνουμε κάτι πιο ανθρώπινο», είπε. «Είναι σαφές ότι αν κάποιο ζώο γεννιόταν με όψη που θα είχε σημάδια ανθρώπινης εμφάνισης, ενώ θα ήταν επιστημονικά πολύ ενδιαφέρον, οι άνθρωποι θα μπορούσαν να αναστατωθούν με αυτό».
Ο De Los Angeles και οι συνάδελφοί του πρότειναν ότι οι χίμαιρες μαϊμούδων-ανθρώπων θα μπορούσαν θεωρητικά να παρέχουν νέους τρόπους για τη μελέτη νευρολογικών και ψυχιατρικών ασθενειών στους ανθρώπους. «Θεωρητικά, για ασθένειες όπου τα μοντέλα των πρωτευόντων δεν είναι αρκετά καλά, η δημιουργία τέτοιας χίμαιρας θα μπορούσε να αποτελέσει ένα καλύτερο μοντέλο μελέτης εγκεφαλικών νόσων», δήλωσε στον Guardian, προσθέτοντας ότι στην περίπτωση του Αλτσχάιμερ, περισσότερες από 150 δοκιμές απέτυχαν σε 20 χρόνια, πιθανώς λόγω της έλλειψης ενός καλού μοντέλου ασθένειας.
Μια πιθανή προσέγγιση για την έρευνα του εγκεφάλου είναι ότι ένα έμβρυο πιθήκων μπορεί να τροποποιηθεί γενετικά και στη συνέχεια να εγχυθεί με ανθρώπινα βλαστοκύτταρα έτσι ώστε ένα τμήμα του εγκεφάλου, για παράδειγμα ο ιππόκαμπος (μια εγκεφαλική δομή), να αποτελείται μόνο από ανθρώπινα κύτταρα. Μια παρόμοια προσέγγιση έχει χρησιμοποιηθεί προηγουμένως από Ιάπωνες για την ανάπτυξη ενός παγκρέατος αρουραίου μέσα σε ένα ποντίκι.
«Εάν απλά αλλάζαμε τον ιππόκαμπο, αυτό δεν σημαίνει ότι θα είχαμε έναν ανθρώπινο εγκέφαλο που λειτουργεί», δήλωσε ο Lovell-Badge. «Μπορεί να έχουν ίσως ελαφρώς καλύτερες αναμνήσεις ή ελαφρώς διαφορετικές αναμνήσεις ... αλλά δεν πρόκειται να έχει έναν ανθρώπινο φλοιό, κάτι που θα τον έκανε πραγματικά ανθρώπινο».
Αλλά, τέτοιες προτάσεις, περνούν κατευθείαν στην περί ηθικής αρένα που οι επιστήμονες θέλουν να αποφύγουν: η πιθανότητα ανθρώπινων κυττάρων να καταλήξουν σε εγκεφάλους πιθήκων, μια εξέλιξη που συνοδεύεται με τον φόβο πως θα μπορούσε να οδηγήσει σε πλάσματα πιο ανθρώπινα. Οι ερευνητές έχουν πει στο παρελθόν ότι είναι σε θέση να εμποδίσουν τα ανθρώπινα κύτταρα να καταλήγουν σε εγκέφαλο ή σεξουαλικά όργανα μιας χίμαιρας.
«Η εξελικτική απόσταση μεταξύ ανθρώπων και πιθήκων εκτείνεται σε 30-40 εκατομμύρια χρόνια, οπότε δεν είναι σαφές εάν αυτό είναι ακόμη δυνατό», δήλωσε ο De Los Angeles σχετικά με ανεπτυγμένες χίμαιρες. «Η διαφορά αυτή είναι μεγαλύτερη από 10 εκατομμύρια χρόνια μεταξύ των ποντικών και των αρουραίων και ακόμη και η αποτελεσματικότητα της παραγωγής μιας τέτοιας χίμαιρας είναι ήδη αρκετά χαμηλή».
Ενώ το να δημιουργείς εγκεφάλους πιθήκων που είναι πιο ανθρώπινοι, είναι μια κόκκινη γραμμή για μερικούς, με κάποιο τρόπο έχει ήδη παραβιαστεί. Τον Απρίλιο, οι επιστήμονες στην Κίνα δημοσίευσαν μια μελέτη στην οποία ισχυρίστηκαν ότι εισήγαγαν ένα γονίδιο ανθρώπινου εγκεφάλου σε πιθήκους, με τα ζώα να παρουσιάζουν χαρακτηριστικά που περιλαμβάνουν καλύτερη βραχυπρόθεσμη μνήμη και βραχύτερους χρόνους αντίδρασης. Αυτά τα ζώα δεν είναι χίμαιρες, αλλά είναι σαφές ότι ωθούνται νέα όρια.
