Первое исследование, показывающее развитие межвидовой химеры как нового источника органов для трансплантации.
В исследовании, опубликованном в Cell1, химеры, названные в честь мифического льва-козла-змея-монстра, впервые созданы путем объединения материалов, полученных от человека и животных. В Человеческие клетки можно успешно увидеть, как они растут внутри свиньи после того, как человеческие стволовые клетки (обладающие способностью развиваться в любую ткань) введены в эмбрион свиньи с помощью новейшей технологии стволовых клеток.
Это исследование, проведенное профессором Хуаном Карлосом Изписуа Бельмонте из Института биологических исследований Солка в Калифорнии, является огромным прорывом и новаторской работой в понимании и реализации потенциала межвидовые химеры и обеспечивает беспрецедентную возможность изучения раннего развития эмбриона и формирования органов.
Как развивается химера человек-свинья?
Тем не менее, авторы описывают этот процесс как довольно неэффективный с низким уровнем успеха, составляющим всего ~ 9 процентов, но они также отметили, что Человеческие клетки были замечены успешно функционирующими, будучи частью химеры человек-свинья. Низкий уровень успеха в основном объясняется эволюционным разрывом между человеком и свиньей, а также не было доказательств того, что человеческие клетки интегрируются в преждевременную форму ткани мозга. эмбрион химеры будет иметь миллионы Человеческие клетки. Тестирование только этих клеток (даже от 0.1% до 1%), безусловно, было бы значимым в более широком контексте для достижения долгосрочного понимания межвидовые химеры.
Примерно в то же время в журнале Nature было опубликовано родственное исследование химеры под руководством Хиромицу Накаучи из Стэнфордского института биологии стволовых клеток и регенеративной медицины, в котором сообщается о функциональных островках в химерах крысы и мыши.2.
Этическая дискуссия о химерах, как далеко мы можем зайти?
Однако исследования, связанные с развитием межвидовых химер, также спорны с этической точки зрения и вызывают опасения по поводу того, в какой степени такие исследования можно проводить и насколько они приемлемы с юридической и социальной точек зрения. Это касается этической ответственности и органов, принимающих юридические решения, а также вызывает ряд вопросов.
Если мы примем во внимание все этические соображения, неясно, может ли когда-либо родиться химера человек-животное. Будет ли этично, если он родится, но не будет разрешен к размножению, сделав его бесплодным? Также под вопросом, какой процент клеток мозга человека может входить в состав химеры. Может ли химера потенциально попасть в какую-то неудобную серую зону в качестве объекта между исследованиями на животных и людях? Ученые мало что знают о своем собственном виде из-за множества препятствий для исследований на людях. Эти препятствия включают отсутствие поддержки исследований эмбрионов, запрет любых клинических испытаний, связанных с генетической модификацией зародышевой линии (клетки, которые становятся сперматозоидами или яйцеклетками), а также ограничения на исследования биологии развития человека.
Несомненно, ученым придется решать эти вопросы в подходящее время, а не избегать их. Такие усилия обеспечат основу и откроют путь для дальнейших исследований, которые являются этически обоснованными и дадут более глубокое понимание того, что такое «быть человеком».
Авторы категорически заявляют, что их цель - в первую очередь понять, как клетки двух разных видов (здесь свиньи и человека) смешиваются, дифференцируются и интегрируются, и что они проанализировали химеру человека и свиньи на очень ранней стадии развития.
Множество проблем, но безмерная надежда на будущее
Это исследование является захватывающим, несмотря на то, что оно является этически сложным, и знаменует собой первый шаг к созданию трансплантируемых человеческих органов с использованием крупных животных (свиньи, коровы и т. Д.), Чьи орган размер и физиология очень близки и похожи на человека. Однако, если мы посмотрим на текущее исследование, то, пока мы говорим, уровни иммунного отторжения очень высоки. Вклад свиней (клетки свиньи) в каждый орган, растущий в химере, является чрезвычайно серьезным испытанием для любых мыслей об успехе. орган трансплантация человеку.
Тем не менее, настоящая надежда на будущее здесь - это возможность иметь новый источник органов для трансплантации у людей с помощью стволовых клеток и технологий редактирования генов. Это важно и своевременно, учитывая огромную потребность в трансплантации среди пациентов, многие из которых умирают в листе ожидания (особенно с потребностями почек и печени), а также огромную нехватку достаточного количества доноров.
Авторы утверждают, что это исследование повлияет и на другие смежные области исследований. Продолжающееся развитие химер с относительно большим количеством тканей человека имеет значение и полезность для изучения начала заболеваний у людей и для скрининга лекарств перед испытаниями на людях, помимо понимания различий между видами. В этом исследовании технология не использовалась для человеческих химер, но теоретически в будущем может быть разработана дополнительная методология в попытке использовать химеры для создания человеческих химер. органов для трансплантации. Дальнейшая работа в этой области позволит понять возможные успехи и ограничения этих технологий при использовании для разработки химер.
Это первое и важнейшее исследование развития химер человека и животных, которое открывает путь к дальнейшему пониманию научным сообществом путей создания и развития клеток в условиях животных.
{Вы можете прочитать исходную исследовательскую работу, щелкнув ссылку DOI, приведенную ниже в списке цитируемых источников}
Источник (ы)
1. Wu J et al. 2018. Межвидовой химеризм с плюрипотентными стволовыми клетками млекопитающих. Ячейка. 168 (3). https://doi.org/10.1016/j.cell.2016.12.036
2. Ямагути Т. и др. 2018. Межвидовой органогенез порождает аутологичные функциональные островки. Природа. 542. https://doi.org/10.1038/nature21070
