Den 4 augusti 2016 tillkännagav de amerikanska nationella institutena för hälsa (NIH) att de skulle lyfta moratoriet för skapandet av chimärer. Vi pratar om etiskt kontroversiella experiment där mänskliga stamceller sätts in i djurembryon - som ett resultat bildas organismer som kombinerar djur- och mänskliga egenskaper. Forskare kallar dem chimärer.
I antika Grekland kallades chimärer mytologiska monster med en lejons huvud och hals, en getkropp och en orms svans. Samma chimärer är organismer med genetiskt olika material. De kan fungera som bekväma biologiska modeller för att studera olika sjukdomar, till exempel cancer eller neurodegenerativa syndrom, och kan bli en källa till organ för transplantation.
Så snart experimentell biologi kommer nära science fiction, fruktar allmänheten att detta kan leda till oavsiktliga konsekvenser.
När man skapar chimärer används stamceller med pluripotensegenskaper. Med andra ord kan de förvandlas till alla celler i ett mänskligt embryo. Cellerna införs i embryovävnaderna hos modellorganismer (möss, råttor, apor, grisar och andra djur) i mycket tidiga stadier, varefter embryot får utvecklas ytterligare.
I september 2015 uttryckte NIH oro över att om stamceller injicerades i hjärnan från möss, kan resultatet bli gnagare med förändrade kognitiva förmågor - det vill säga djur med "superintelligens". Därför beslutade NIH, som tilldelar bidrag för biomedicinsk forskning, att avbryta finansiering för experiment med chimärer tills deras experter studerar den etiska frågan.
Ändå var vissa forskningsgrupper i USA redan upptagna med att skapa chimärer. MIT Technology Review rapporterar att det under 2015 fanns cirka 20 försök att producera gris- och får-chimärer. Tyvärr har ännu inte ett enda vetenskapligt arbete publicerats, och det har inte rapporterats om framgångsrik produktion av djur med mänskliga vävnader.
Från vänster till höger: normal mus, mus med råttabur, råtta med musbur, normal råtta
Kampanjvideo:
Experiment med chimära organismer kombinerar både genteknik och stamcellbiologi. Det räcker inte bara att införa pluripotenta celler i embryot hos ett djur, för i detta fall kan en organisme med katastrofala utvecklingsstörningar erhållas. Forskare stänger vanligtvis gener i embryon så att de inte kan bilda specifika vävnader. I detta fall tar stamceller på sig att bilda det saknade organet, som inte skiljer sig från en människa, vilket gör det lämpligt för transplantation.
Enligt kardiolog Daniel Garry utfördes de första testerna av denna metod på hans laboratorium. Forskarna designade grisar som saknade vissa skelettmuskler och blodkärl. Sådana djur skulle inte vara livskraftiga, men forskare lägger stamceller till embryona från ett annat svinembryo.
Resultaten imponerade den amerikanska militären så mycket att de gav Harry ett bidrag på 1,4 miljoner dollar för att odla mänskliga hjärtan hos grisar. Forskaren skulle fortsätta sin forskning trots NIH-moratoriet och var en av 11 författare som publicerade ett brev där han kritiserade beslutet från det biomedicinska centret.
Forskare sa att NIH-moratoriet utgör ett hot mot utvecklingen av stamcellbiologi, utvecklingsbiologi och regenerativ medicin och ifrågasatte om stamceller kan producera ett mycket intelligent, humaniserat djur. I synnerhet påpekade de att xenotransplantationsexperiment där mänskliga nervceller implanteras i hjärnan hos möss inte ledde till alltför intelligenta gnagare.
Mänskliga stamceller (röda) i musembryon i blastocyststadiet
Som en försiktighetsåtgärd tillåter inte vissa forskare som arbetar med chimera att deras skapelser föddes. Embryologer studerar embryon för att få information om mänskliga stamcells bidrag till fostrets utveckling.
Trots det faktum att vissa laboratorier spelar det säkert, finns det redan chimära djur - till exempel möss som är utrustade med det mänskliga immunsystemet. Sådana djur skapas genom införandet av lever- och tymusceller från aborterade mänskliga embryon i kroppen av redan födda gnagare.
Av största intresse för forskare är skapandet av kimärer i blastocyststadiet, när fostret är en boll som består av flera tiotals celler. Denna metod kallas embryokomplementering.
2010 lyckades forskare i Japan skapa möss vars bukspottkörtel helt var sammansatt av råttceller. Hiromitsu Nakauchi, verkets huvudförfattare, beslutade senare att skapa ett "mänskligt gris", för vilket han var tvungen att flytta till USA, eftersom vetenskapliga kommittéer i Japan inte godkänner sådana experiment.
Forskaren arbetar nu vid Stanford University på ett bidrag från California Institute of Regenerative Medicine. De flesta pluripotenta celler som injiceras i embryon i hans laboratorium är tillverkade av hans eget blod, säger han, eftersom byråkratiska barriärer förhindrar rekrytering av frivilliga utanför.
De flesta människor, som hör ordet "chimera", föreställer sig monster skapade av galna forskare. Forskare måste bevisa att mänskliga celler faktiskt kan föröka sig och bilda kompletta och friska organ hos djur. Möss och råttor är ganska nära genetiskt, så skapandet av chimärer i detta fall är inte ett problem. När det gäller människor och grisar, vars gemensamma förfader levde för 90 miljoner år sedan, kan saker och ting vara annorlunda.
Forskare testar redan kompletteringen av svinembryon med mänskliga stamceller, men forskningen började först efter godkännande av tre bioetiska uppdrag. Stanford University, som bedriver forskningen, har begränsat embryoutvecklingstiden till 28 dagar (smågrisar föds vid 114 dagar). Icke desto mindre kommer fostret att vara tillräckligt utvecklat för att kunna bestämma hur väl organknopparna bildas.
Förra veckan föreslog NIH att ersätta moratoriet med ytterligare expertis som skulle genomföras av en kommitté av etiker och djurskyddsexperter. De kommer att ta hänsyn till faktorer som typen av mänskliga celler, deras placering i embryot och möjliga förändringar i djurets beteende och utseende. Experternas resultat kommer att hjälpa NIH att avgöra om det granskade projektet är värt finansiering.
