تمكنت مجموعة دولية من العلماء بقيادة الإسباني خوان بالمونتي، المعروف بعمله في مجال الخلايا الجذعية، من إنشاء أجنة من خيمرات الإنسان والخنازير، والتي يمكن أن تصبح في المستقبل مصدرًا للأعضاء المانحة. وقام فريق آخر من الباحثين بشفاء الصمم الخلقي لدى الفئران باستخدام الفيروسات. يتحدث عن نجاحات الهندسة الوراثية المتعلقة بالطب.

إن إنشاء كائنات معدلة وراثيا ليس الشيء الوحيد الذي يمكن أن تقدمه الهندسة الوراثية للبشرية. ولا تتيح التكنولوجيا الحيوية إمكانية تغيير الجينات لتحسين النباتات والحيوانات الزراعية فحسب، بل تتيح أيضًا علاج الأمراض التي لم يكن من الممكن علاجها في السابق. ومن المفارقات أن العلماء يستخدمون أعداء الإنسان الأبديين - الفيروسات. يتم استخدام الأخير لإنشاء نواقل تقوم بتوصيل الحمض النووي إلى الخلايا المطلوبة. الاتجاه الآخر الذي قد يخيف الأشخاص الذين ليس لديهم معرفة كبيرة بالعلم هو إنشاء أجنة كيميرا تجمع بين خلايا من البشر وكائنات حية أخرى. ومع ذلك، فإن ما يبدو للوهلة الأولى شريرًا، سيتبين في الواقع أنه طريقة ملائمة لتكوين الأعضاء.

الكلى أو الرئتين التي يتم إنتاجها عن طريق زراعة الأجنة الخيمرية ستكون مناسبة لزرعها في الأشخاص الذين يحتاجون إليها. يجب على أولئك الذين يخافون من انتفاضة متحولة أن يعتقدوا أن الفوائد الحقيقية لهذه التكنولوجيا تتجاوز المخاوف الغامضة لكتاب الخيال العلمي المتشائمين.

الصورة: ناكاوتشي وآخرون. / جامعة طوكيو

لتبديد المخاوف، عليك أن تفهم ماذا وكيف يفعل العلماء عندما يصنعون الكيميرا. المادة الرئيسية التي يعمل بها الباحثون هي الخلايا الجذعية، التي لديها القدرة على التحول إلى خلايا أخرى في الجسم (الأعصاب، والدهون، والعضلات، وما إلى ذلك) باستثناء المشيمة والكيس المحي. يتم إدخالها في أجنة الكائنات الحية الأخرى، وبعد ذلك يتطور الجنين بشكل أكبر.

الخنازير

هذه هي الطريقة التي تمكنت بها مجموعة دولية من العلماء من الولايات المتحدة الأمريكية وإسبانيا واليابان من إنشاء خيمرات بشرية خنزيرية وفأرة فأرة وبقرة بشرية. وقد أبلغوا عن ذلك في ورقة بحثية نشرت في مجلة الخلية، والتي أصبحت أول وثيقة تؤكد نجاح "الخيمرة" للأنواع ذات الصلة البعيدة.

المشكلة الرئيسية هي أنه لا يكفي إدخال خلايا متعددة القدرات إلى الجنين وتوقع ظهور شيء جيد. وبدلاً من ذلك، قد تكون النتيجة كائنًا يعاني من مشاكل تنموية كارثية، بما في ذلك تكوين ورم مسخي. ومن الضروري إيقاف الجينات الموجودة في الأجنة المتلقية حتى لا تتمكن من تكوين أنسجة معينة. وفي هذه الحالة، تتولى الخلايا الجذعية المزروعة مهمة زراعة العضو المفقود.

أولاً، أدخل العلماء الخلايا الجذعية الجرذية في أجنة الفئران في مرحلة الكيسة الأريمية، عندما يكون الجنين عبارة عن كرة مكونة من عدة عشرات من الخلايا. وتسمى هذه الطريقة تكملة الأجنة. كان الغرض من التجربة هو معرفة العوامل التي تلعب دورًا رائدًا في الخيمرية بين الأنواع. تم نقل الأجنة إلى أجسام إناث الفئران ثم تطورت إلى كائنات حية تعيش إحداها لمدة عامين.

تم إيقاف الجينات في الأجنة باستخدام تقنية CRISPR/Cas9، والتي تؤدي إلى حدوث انقطاعات في أجزاء معينة من الحمض النووي. على سبيل المثال، عند اختبار النهج الذي استخدموه، قام الباحثون بمنع نشاط الجين الذي يلعب دورًا مهمًا في تكوين البنكرياس. ماتت الفئران التي ولدت نتيجة لذلك، ولكن عندما تم إدخال خلايا الفئران متعددة القدرات إلى الأجنة، تطور العضو المفقود. وقام العلماء أيضًا بإيقاف جين Nkx2.5، الذي بدونه عانت الأجنة من عيوب خطيرة في القلب وكانت متخلفة. ساعد الخيمري الأجنة على تحقيق النمو الطبيعي، لكن لم يكن من الممكن أبدًا الحصول على خيمرات حية.

الصورة: خوان كارلوس إزبيسوا بيلمونت / معهد سالك للدراسات البيولوجية

أظهر فحص الفئران الجرذية الناتجة أن أنسجة الفأر المختلفة تحتوي على نسب مختلفة من خلايا الفئران. عندما حاول العلماء إدخال خلايا الفئران في الكيسة الأريمية للخنازير ثم قاموا بتحليل أجنة عمرها أربعة أسابيع وراثيا، لم يعثروا على الحمض النووي للقوارض. يشير هذا إلى أنه ليست كل الحيوانات مناسبة للتخييم مع بعضها البعض، وقد يعتمد نجاح تطعيم الخلايا الجذعية من بعضها في أجنة البعض الآخر على عوامل وراثية أو مورفولوجية أو تشريحية.

كان الهدف الرئيسي للعلماء هو إنشاء خيمر بشري وخنزير لمعرفة كيفية تطور الأنسجة البشرية داخل جنين حيوان ثنائي الأصابع غير مجتر. استخدموا الكيسة الأريمية في الخنازير واستخدموا شعاع الليزر لعمل ثقوب مجهرية للحقن اللاحق لمجموعات مختلفة من الخلايا متعددة القدرات، والتي نمت في ظل ظروف مختلفة. ثم تم زرع الأجنة في الخنازير، حيث تطورت بنجاح. تم تتبع ديناميكيات المادة البشرية باستخدام البروتين الفلوري الذي تمت برمجة الخلايا الجذعية البشرية لإنتاجه.

ونتيجة لذلك، تشكلت خلايا في جنين الخنزير كانت بمثابة سلائف لأنواع مختلفة من الأنسجة، بما في ذلك القلب والكبد والجهاز العصبي. تم السماح للهجائن البشرية والخنازير بالتطور لمدة ثلاثة إلى أربعة أسابيع قبل تدميرها لأسباب أخلاقية.

الفئران الصم

تمكن علماء أمريكيون من بوسطن مؤخرا من إعادة السمع لفئران تعاني من اضطراب وراثي نادر في الأذن الداخلية. وللقيام بذلك، استخدموا نظام توصيل الجينات البيولوجي (المتجه) استنادًا إلى الفيروسات المحايدة. قام الباحثون بتعديل فيروس مرتبط بالغدد الصماء يصيب البشر ولكنه لا يسبب المرض.

العامل المعدي قادر على اختراق خلايا الشعر - مستقبلات الجهاز السمعي والجهاز الدهليزي في الحيوانات. استخدم علماء التكنولوجيا الحيوية ناقلًا لإصلاح جين Ush1c المعيب في خلايا الفئران الحية المولودة حديثًا. تسبب هذه الطفرة مشاكل في الصمم والعمى والتوازن. ونتيجة لذلك، تحسنت قدرة السمع لدى الحيوانات، مما سمح لها بتمييز الأصوات الهادئة.

وبالتالي فإن الهندسة الوراثية ليست وسيلة لخلق طفرات تهدد البشرية. إنها مجموعة من الأساليب والأدوات التي تتحسن باستمرار لتحسين حياة وصحة الناس، وخاصة أولئك الذين هم في أمس الحاجة إليها. نظرًا لأن إنشاء الكيميرات والعلاج الجيني ليس من السهل تنفيذه ويتطلب في بعض الأحيان حلولاً بارعة، فإن تطوير التقنيات الحيوية لا يحدث بالسرعة التي نرغب فيها. ومع ذلك، يتم نشر العشرات من الأوراق العلمية كل عام، والتي تعمق وتثري معارفنا ومهاراتنا.

1. تم تنفيذ أول عبور من هذا النوع بنجاح في مختبر بشانغهاي في عام 2003. استخدمه فريق من العلماء المادة الوراثية للإنسان والأرانب. وتطورت الأجنة إلى مرحلة تكوين الخلايا الجذعية، وهو ما سعى إليه العلماء: فمثل هذه المادة كانت مطلوبة لنمو الأعضاء البشرية في المستقبل. وهذه ليست المرة الأولى التي يقرر فيها العلماء إجراء مثل هذه التجارب. حاول باحثون من الولايات المتحدة إجراء تجربة مماثلة في وقت سابق بكثير، لكن تجربتهم لم تنجح.

2. يدعي بعض الباحثين أن الصينيين يعودون إلى عام 1967 لقد أجرى العلماء بالفعل تجاربلخلق هجين مخيف. وكان الغرض من التجارب هو تلقيح أنثى الشمبانزي بالحيوانات المنوية البشرية. إلا أن الثورة الثقافية التي اندلعت في الصين عارضت خطط العلماء، وتم تعليق المشروع. وهذا للأفضل: الحياة المحتملة لمثل هذا المخلوق محكوم عليها بالسجن مدى الحياة داخل أسوار المختبرات التجريبية.

3. استخدمت Mayo Clinic في مينيسوتا المواد الوراثية البشرية وبنجاح خلق أول خنزير هجين. الغرض من التجربة هو دراسة كيفية تفاعل الخلايا البشرية والخنازير. ونتيجة لذلك، قام العلماء بتربية حيوان جديد، ومع ذلك، لم يكن مختلفا في المظهر عن زملائه. لكن فصيلة الدم كانت فريدة من نوعها: لم يكن هناك شيء مثلها في الطبيعة على الإطلاق.

4. في عام 2009، علماء الوراثة الروس والبيلاروسيين تعاونت لتعديل الماعز لإنتاج حليب الثديشخص. في المستقبل، ستساعد الماعز المعدلة وراثيا في إنتاج الأدوية والمنتجات الغذائية من الحليب الجديد، وهو تكوين قريب من الحليب البشري. وبعد فترة وجيزة، استخدم فريق من العلماء الصينيين قطيعًا كاملاً من الماشية لإجراء تجارب مماثلة. كان الهدف هو التمكن من إنتاج حليب الثدي البشري على خط التجميع. وسنكتشف في المستقبل القريب ما إذا كانت الأعجوبة ستظهر في محلات السوبر ماركت.

5. واحدة من أكبر الأفكار في عالم التكنولوجيا الحيوية اليوم هي الفرص. زراعة الحيوانات بأعضاء بشرية، الذين يمكن أن يكونوا مانحين للمرضى في جميع أنحاء العالم. ومع ذلك، في العديد من البلدان يتم إدانة هذه المعاملة اللاإنسانية للكائنات الحية. غادر البروفيسور هيروميتسو ناكوتشي اليابان وانتقل إلى الولايات المتحدة للعمل في مشروع مماثل. حتى الآن، تمكن العلماء من تنمية أعضاء الفئران في جسم الفئران. ومع ذلك، يعد هذا تقدمًا، ويصر ناكاوتشي على أن فريق العلماء يقترب كل يوم من هدفه المنشود.

6. في عام 2010، تم إنشاء معهد سالك للأبحاث البيولوجية فأر بكبد مطابق تقريبًا لكبد الإنسان. وباستخدام هذه التجربة، درس العلماء الملاريا والتهاب الكبد الوبائي B وC، والتي يمكن أن تؤثر فقط على البشر والشمبانزي. تسبب التجارب على الحيوانات المرتبطة بالبشر رد فعل شعبي قوي، والفئران ذات الأعضاء البشرية تسمح للعلماء بتجنب هذه المشكلة. يعتقد العلماء أن أبحاثهم ستؤدي إلى اكتشافات جديدة في الطب.

7. في عام 2007، أجرت جامعة ييل العلاج باستخدام زراعة الخلايا الجذعية البشرية. نتيجة ل القرود المصابة بمرض باركنسونوأصبحوا قادرين على المشي وتناول الطعام والتحرك بشكل أفضل من ذي قبل. ومع ذلك، من وجهة نظر أخلاقية، تثير التجربة العديد من الأسئلة الصعبة. "هاجرت" الخلايا البشرية إلى أدمغة القرود، مما أدى بشكل أساسي إلى تغيير الطريقة التي يعمل بها الدماغ. مثل هذه التجارب تجبر العلماء حتمًا على التفكير: أين هو الخط الذي يؤدي بعده التدخل في جسم شخص آخر إلى تغيير في جوهره؟

ومع ذلك، حدث ما يشبه الثورة في العلوم الطبية. في نهاية يناير/كانون الثاني، نشرت المجلة العلمية "Cell" مقالا بقلم عالم الأحياء الجزيئي خوان كارلوس إزبيسوا بيلمونت، الذي يرأس مختبرا في معهد سالك في كاليفورنيا (الولايات المتحدة الأمريكية)، و38 من مؤلفيه المشاركين. يروي المقال كيف تمكن العلماء من إنشاء أجنة قابلة للحياة تتكون من خليط من خلايا الخنازير والخلايا البشرية.

من هؤلاء

إذا سُمح لهذه المخلوقات بالولادة (ولم يفعل علماء الأحياء هذا، لأسباب ليس أقلها أخلاقية)، فلن يكون من الممكن تصنيفها رسميًا لأي نوع بيولوجي. وتسمى هذه الكائنات الكيميرا. الكيميرا، التي نعرفها من المنمنمات في العصور الوسطى، لها أجنحة نسر متصلة بجسم الأسد، وثعبان يلدغ في حوافر الماعز. وكل من يتذكر فأراً بأذن بشرية على ظهره ـ نتيجة لتجربة رفيعة المستوى قبل عشرين عاماً ـ سوف يعترف بسهولة بأن هذا ليس ما يمكننا أن نتوقعه من علماء الأحياء. ولكن بهذا المعنى، فإن المخلوقات الجديدة من مختبر بلمونت بالكاد حظيت بفرصة مفاجأة أي شخص: بعد الولادة كانت تبدو وكأنها الخنازير الصغيرة الأكثر عادية. كل ما في الأمر أن بعض الخلايا في أجسامهم - حوالي جزء من الألف من المائة - تحتوي على حمض نووي بشري نقي. وهذا من شأنه أن يجعل الخنازير الصغيرة تقارن بشكل إيجابي مع الفأر طويل الأذنين لعام 1997، والذي كان أقرب إلى تجربة في الجراحة التجميلية ولم يكن لديه خلية بشرية واحدة.

ووفقا للتقديرات الأخيرة، يمتلك البشر ما بين 30 إلى 40 تريليون خلية في المجموع، ولدى الخنازير نفس العدد تقريبا. فهل جزء من الألف من هذا الرقم الفلكي كثير أم قليل؟ لا يتطلب الأمر سوى خلية واحدة لإنجاب طفل. لذلك، من الناحية النظرية، يمكن للخنزير الوهمي أن يصبح والدًا لطفل بشري.

متبرع بدون دراجة نارية

ولا يرى الأطباء الخنازير كأقارب محتملين، بل كمتبرعين محتملين لزراعة أعضائهم للبشر. وفي الولايات المتحدة وحدها، يتم زراعة 27 ألف كلية ورئتين وقلب وأمعاء سنوياً. وفي جميع الحالات البالغ عددها 27 ألفًا، يتعامل الجراحون مع أعضاء الأحياء أو الأموات. ولكن من ذا العقل السليم يجرؤ على طلب أخذ واحدة من خنزير وزرعها في قلبه الضعيف، في حين أن الإجراء مع قلب بشري عادي قد تم إنشاؤه ويعمل بشكل مثالي؟ أولئك الذين لن يحصلوا على عملية زرع: تم تسجيل 118 ألف شخص في الولايات المتحدة على ما يسمى بقائمة الانتظار. وبحسب الإحصائيات فإن حوالي 22 منهم سيموتون اليوم (ونفس العدد غداً، ونفس العدد الأحد المقبل) دون انتظار عملية زرعهم.

هناك عدد قليل جدًا من المتبرعين من البشر، ولا حتى أن المتطوعين نادرون جدًا. (على عكس الولايات المتحدة، في روسيا، بموجب القانون، يعتبر المتبرع المحتمل هو أي شخص لم يحظر صراحةً إزالة أعضائه. ولا يتطلب القانون طلب موافقة الأقارب). ثلاثة أشخاص فقط من بين ألف، وتستشهد مجلة نيو ساينتست ببيانات بريطانية، حيث يموتون في ظروف تجعل أعضائهم صالحة للزراعة. من الواضح أن الأرقام تختلف من بلد إلى آخر - فهي تعتمد على مدى سرعة وصول سيارة الإسعاف إلى مكان الحادث أو إطلاق النار، ونتيجة لذلك يظهر المتبرعون الواعدون، وعلى عدد مراكز زرع الأعضاء القريبة حيث يمكن زراعة الأعضاء. يتم التخلص منها بشكل صحيح. أخيرًا، في غضون ساعات قليلة، من الضروري العثور على مريض من "قائمة الانتظار" والاستعداد للعملية - تنطبق هنا قواعد التوافق الأكثر صرامة مقارنةً بعمليات نقل الدم بمجموعاتها الأربع المختلفة.

الخلايا التي من غير المرجح أن يتم رفضها هي خلايانا. ماذا لو استخدمنا الحيوانات كحاضنات للكلى والبنكرياس المزروعة من خلايا بشرية (ومن الناحية المثالية من خلايا المريض الذي سيحصل على العضو)؟ نفس مشكلة الرفض تمنعنا من حل المشكلة بشكل مباشر: بالنسبة للجهاز المناعي الجاهز للخنزير البالغ، فإن الخلايا البشرية ليست أقل غرابة من خلايا الخنازير بالنسبة لنا.

وهذا يعني أننا بحاجة إلى التصرف بشكل مختلف.

قص وألصق

تخيل أنه أمام عينيك تم قطع شخصين في وقت واحد إلى نصفين - على سبيل المثال، بواسطة ليزر قتالي من فيلم خيال علمي سيء. ثم قاموا بربط نصف واحد بنصف الآخر، وسيعيش النصفان الملتصقان حياتهما كلها وكأن شيئًا لم يحدث. الخيار أكثر تناقضًا: لقد أخذوا شخصين نحيفين وضغطوهما على بعضهما البعض - وحصلوا على رجل سمين. إذا لم يكن لدى كلا الشخصين أربعة أيام من لحظة الحمل، فلا شيء مستحيل. في هذه المرحلة، يكون الكائن الحي المستقبلي عبارة عن كرة من الخلايا المتماثلة. "تقوم بإزالة الطبقة الواقية الخارجية للمادة غير الحية وتربط الأجنة جسديًا"، أوضحت فيرجينيا بابايوانو، الأستاذة في جامعة كولومبيا (الولايات المتحدة الأمريكية)، في مقابلة كيف قام العلماء بإنتاج فئران كيميرا مع مجموعة كاملة من الجينات لشخصين في نفس الوقت منذ الستينيات. بعد أن يتلامسا، يشكل جنينان كرة جديدة أكبر حجمًا - تقريبًا مثل فقاعات الصابون التي تلتقي في الهواء. لا تمتلك كرة الخلايا حتى الآن جهازًا مناعيًا يمكنه منع ذلك - كما هو الحال في جميع الأجهزة الأخرى: سوف تتطور في وقت لاحق.

التدخل الأكثر دقة هو إضافة مادة حيوية غريبة إلى الجنين عندما تكون خلاياه قد انقسمت بالفعل إلى أنواع مختلفة. في مرحلة الكيسة الأريمية، يكون الجنين - سواء في الفأر أو الإنسان - عبارة عن كرة مجوفة تحتوي على جزء صغير من الخلايا المحبوسة بداخلها. فقط هذا الجزء الداخلي سيصبح الرئتين والكبد والكليتين والدماغ والجلد وأجزاء أخرى من الجسم البالغ في المستقبل، وسيتحول الجزء الخارجي بأكمله إلى مشيمة لن تنجو من الولادة. يفضل علماء الأحياء إدخال الخلايا الأجنبية في هذه المرحلة.

هذا لا يعني أن هذا السيناريو في شكله النقي يفتح فرصًا مثيرة لجراحي زراعة الأعضاء. عادة ما تنشأ الحاجة إلى الأعضاء المانحة في وقت لاحق - عندما يكون الشخص قد تجاوز بالفعل عمر الجنين. كيفية عبوره مع جنين آخر؟ لنأخذ على سبيل المثال خلايا كائن حي بالغ لم يكتسب مهمة واضحة (مثل خلايا المخ أو الكبد) ولم يفقد القدرة المميزة للخلايا الجنينية على التحول إلى أي شيء. يطلق عليها اسم الخلايا الجذعية، ولكنها نادرة جدًا في الجسم. في عام 2012، مُنحت جائزة نوبل في الطب للعالمة اليابانية شينيا ياماناكا لتوصلها إلى طريقة لتحويل خلايا الجسم العادية إلى خلايا جذعية - نسيان خلفيتك الدرامية و"الوقوع في مرحلة الطفولة". الاسم الكامل مستحث (لأنهم أجبروا على التغيير) الخلايا الجذعية متعددة القدرات (أي "قادرة على أي شيء" - أي تحول) الخلايا الجذعية. يستخدمها باحثو الكيميرا.

هل من الممكن الجمع بين أجنة الأنواع المختلفة بهذه الطريقة - على سبيل المثال، الجرذان والفئران؟ وهذا هو بالضبط ما فعله فريق توشيهيرو كوباياشي من جامعة طوكيو لأول مرة باستخدام الخلايا الجذعية في عام 2010 - والمجموعة الأمريكية، التي نشرت نتائجها بعد سبع سنوات، أوصلت الطريقة إلى الكمال. كيف يمكنك التأكد من أنك قد قمت بالفعل بتربية الكيميرا؟ خذ كأساس أجنة محكوم عليها بالموت مع الحمض النووي التالف بشكل خاص. وباستخدام "مشرط الجينات" CRISPR-Cas9 المبتكر حديثًا، وهي طريقة لتحرير الحمض النووي المستهدف، تمكن العلماء من التخلص من الجينات المسؤولة عن نمو البنكرياس أو القلب. مع مثل هذا الخلل لا توجد فرصة للبقاء على قيد الحياة (أو حتى أن تولد حيا). ولكن بعد ذلك تم إدخال الخلايا الجذعية الجرذية إلى الجنين. وإذا وُلد فأر كيميرا مع ذلك، فيمكن للعلماء التأكد من أن قلب الفأر ينبض داخله.

لكن النتيجة الأكثر إثارة للدهشة تتعلق بالمرارة. الفئران لا تمتلكها، لكن الفئران تمتلكها. لكن الوهم، الذي تم فيه تعطيل جينات الفأر المسؤولة عن هذا العضو، ما زال يولد بمرارة عاملة - من خلايا الفئران. اقترحت خلايا الفأر بطريقة أو بأخرى السياق الصحيح لخلايا الفئران، وخضعت للتأثير وشكلت عضوًا كان مستحيلًا في الفئران.

أقرب إلى الخنازير منه إلى الفئران

لم يكن من الممكن تهجين خنزير وفأر بهذه الطريقة - لأن هذه الكائنات تختلف كثيرًا عن بعضها البعض. تشير فترات الحمل المختلفة وأحجام الأعضاء المختلفة إلى أن الخلايا مبرمجة للانقسام بمعدلات مختلفة. أخيرًا، هل سيتمكن قلب الفأر الصغير من ضخ الدم عبر كبد خنزير ضخم؟

لكن لا توجد مثل هذه الصعوبة مع البشر: فنحن أقرب كثيرًا إلى الخنازير - في المقام الأول من حيث حجم أعضائنا. لذلك، كانت الخنازير (والخنازير الصغيرة كخيار منفصل) دائمًا المرشح الأول لزراعة الأعضاء. بالتوازي مع نمو الخلايا البشرية في جسم الخنزير، يفكر علماء الأحياء في إمكانيات أخرى - على سبيل المثال، ببساطة أخذ وإخفاء البروتينات الموجودة على سطح خلايا الخنزير من جهاز المناعة البشري والتي تسبب التفاعل الأكثر حدة. لقد استمرت مثل هذه الأبحاث لفترة طويلة، وبالتالي فإن الخنازير المرشحة لزراعة الأعضاء ليست جديدة.

أظهرت تجربة جديدة أن هناك احتمالية، وأنها ليست مجرد تكهنات، أو حتى مجرد مصادفة لا تصدق. وتم زرع 2075 جنينا في الخنازير، ووصل 186 منها إلى مرحلة النضج الكافي، بحسب العلماء. ووُسمت الخلايا البشرية بعلامة خاصة في الحمض النووي الخاص بها، مما يجعلها تنتج بروتينًا متألقًا، وتوهج 17 جنينًا سليمًا وناضجًا بثقة في الضوء فوق البنفسجي، مما أثبت للعلماء أنها كانت كائنات كيمير بالتأكيد.

ويقول الباحثون إن الفترة من هذه اللحظة إلى الأعضاء الموجودة في الحاضنة الحية تستغرق سنوات. ولا يقتصر الأمر على أن نسبة الخلايا البشرية في جسم الكميرا صغيرة جدًا. سيكون من الصعب على العلماء على أية حال أن يروا كيف تنمو وماذا يحدث للخلايا في الجسم البالغ.

نحن أقرب بكثير إلى الخنازير - في المقام الأول من حيث حجم أعضائنا. لذلك، كانت الخنازير دائمًا هي المرشح الأول لزراعة الأعضاء

عاشت خيمرات الفئران والجرذان، التي تم تربيتها سابقًا، حياة كاملة للفأر لمدة عامين. لا يوجد سبب للاعتقاد بأن خيمرات البشر والخنازير ستعاني من مشاكل صحية خطيرة تمنعهم من الوصول إلى مرحلة البلوغ. لم تكن المشاكل البيولوجية هي التي حالت دون ولادتهم، بل المشاكل الأخلاقية. وخطير جدًا لدرجة أن فريقًا من معهد سالك اضطر إلى إجراء أبحاث بأموال خاصة، لأن قواعد المعاهد الوطنية للصحة في الولايات المتحدة - وهي نظير لوزارة الصحة، التي تمول معظم أبحاث الطب الحيوي في البلاد - تحظر إنفاق الأموال على أي تجارب لإدخال الخلايا الجذعية البشرية في أجنة الحيوانات.

ما هو الأمر غير الأخلاقي في ولادة خنزير بطحال بشري؟ عدم يقيننا بشأن نتائج مثل هذه التجربة. إن نسب الخلايا في الجنين البالغ ليست هي نفسها الموجودة في الجنين. وإذا سادت خلايا الخنازير بنسبة مليون إلى واحد، فلن يكون الأمر مخيفًا كما لو أن الخلايا البشرية ستتولى المهمة. وسيولد مخلوق يشبه الإنسان أكثر من الخنزير، بعقل بشري، ولكن بتشوهات سببتها ظروف التجربة. لكي يتمكن الأطباء من إنقاذ الناس، يبدو أنهم يحتاجون، من بين أمور أخرى، إلى تعريف أكثر دقة للشخص - وإجابة أكثر دقة لسؤال من أين يأتي الناس.

الجنين عبارة عن هجين من إنسان وخنزير. قام علماء الأحياء من الولايات المتحدة الأمريكية واليابان وأسبانيا بإدخال خلايا جذعية بشرية إلى بيضة خنزير. أطلق العلماء على الجنين الذي ينمو في رحم حيوان اسم الوهم، تكريما لمخلوق من الأساطير القديمة. وفي المستقبل، ستسمح هذه الدراسات للعلماء بزراعة الأعضاء لزراعتها ودراسة طبيعة الأمراض الوراثية. ولكي تمضي الأبحاث قدماً، لا ينبغي للعلماء أن يثبتوا فعالية التجارب فحسب، بل يتعين عليهم أيضاً إثبات أخلاقياتها.

ما هو جوهر التجربة؟

قام مجموعة من العلماء الأمريكيين من معهد سالك للأبحاث البيولوجية في كاليفورنيا بإدخال خلايا جذعية بشرية إلى جنين خنزير في مرحلة مبكرة من التطور ووضعها في رحم الحيوان. وبعد شهر، تطورت الخلايا الجذعية إلى أجنة تحتوي على أساسيات الأنسجة البشرية: القلب والكبد والخلايا العصبية.

ومن بين 2075 جنينًا تم نقلها، تطور 186 إلى مرحلة 28 يومًا، وكانت الأجنة الناتجة "غير مستقرة للغاية"، كما يعترف العلماء، لكنها حتى الآن هي أنجح هجين بشري. يكتب العلماء أن الكيميرا الناتجة هي خطوة حاسمة نحو تكوين أجنة حيوانية بأعضاء بشرية فعالة.

المصدر: خلية الصحافة

الهدف النهائي هو زراعة أعضاء فعالة وجاهزة للزرع؛ والتجارب التي تم إجراؤها هي الخطوة الأولى نحو ذلك، حسبما كتب و.ب. نقلًا عن علماء من كاليفورنيا.

تم نشر نتائج دراسة مماثلة في العدد الأول من مجلة Nature في عام 2017. على النحو التالي من المنشور، تمكنت مجموعة من العلماء من اليابان والولايات المتحدة من زراعة بنكرياس فأر داخل فأر، ومن ثم زرع العضو المنتج للأنسولين في فئران مصابة بالسكري، الأمر الذي لم يسبب الرفض المناعي. كان هذا أول تأكيد على إمكانية زرع الأعضاء بين الأنواع، حسبما كتبت مجلة Nature.

لماذا هذا ضروري؟

الهدف الرئيسي للعلماء هو تنمية الأعضاء البشرية باستخدام أجنة الحيوانات الكبيرة. ووفقا لوزارة الصحة الأمريكية، يموت 22 شخصا يوميا في انتظار زراعة الأعضاء. لقد حاول العلماء منذ فترة طويلة زراعة أنسجة صناعية خارج جسم الإنسان، لكن الأعضاء التي تتطور في طبق بتري (ما يسمى حاوية الكائنات الحية الدقيقة المتنامية) تختلف تمامًا عن تلك التي تنمو داخل كائن حي.

من المرجح أن تكون تكنولوجيا زراعة الأعضاء الاصطناعية مشابهة للتجربة التي أجريت على الفئران والجرذان، حسبما كتبت صحيفة واشنطن بوست. تم تعديل الفئران التي تلقت خلايا جديدة كجزء من الدراسات الموصوفة في الطبيعة وراثيا. لم يتمكنوا من تنمية البنكرياس الخاص بهم، لذا فإن الخلايا الجذعية "ملأت المساحة الفارغة". وتم زرع بعض الغدد التي ظهرت في الفئران في الفئران المريضة. بعد الجراحة، عاشت الفئران بمستويات صحية من الجلوكوز لمدة عام، أي نصف عمرها بالنسبة للبشر، حسبما كتب WP.

أثبتت الدراسة أن زرع الأنواع المتقاطعة ليس ممكنًا فحسب، بل فعال أيضًا، كما علق كبير مؤلفي الدراسة هيروميتسو ناكوتشي من جامعة ستانفورد على النتائج. تمكن العلماء من "تنمية" القلب والعينين بنفس الطريقة.

ما هي الصعوبات؟

حقق علماء من كاليفورنيا النتائج الأولى بعد أربع سنوات من بدء البحث. ووفقا لهم، الخنازير حيوانات مثالية للتجربة. أعضاؤها متساوية الحجم تقريبًا، لكنها تنمو بشكل أسرع بكثير من البشر. وفي مزيد من البحث، يجب أن يصبح عامل الوقت هو العامل الرئيسي، كما يعترف الباحثون.

"حتى الآن، عدد الخلايا البشرية في الجنين الناتج صغير جدًا، والعملية برمتها تحدث في المرحلة الجنينية المبكرة، لذلك من السابق لأوانه الحديث عن إنشاء كيميرا كاملة"، كما علق زملاء ناكاوتشي على هذا الأمر. نتيجة. في الأجنة الناتجة، كان هناك خلية بشرية واحدة فقط لكل 100.000 خلية خنزير (كفاءة 0.00001%). وأوضح أحد مؤلفي الدراسة في كاليفورنيا لبي بي سي: "يكفي تحقيق كفاءة تتراوح بين 0.1% إلى 1% من الخلايا".

وبعد أربعة أسابيع من التطوير، قام العلماء في معهد سالك بتدمير الأجنة الناتجة بشكل أخلاقي لمنع الكيميرا من التطور الكامل. وأوضح أحد المؤلفين: "أردنا فقط الإجابة على سؤال ما إذا كانت الخلايا البشرية قادرة على التكيف على الإطلاق".

قضايا أخلاقية

وفي عام 2015، فرضت المعاهد الوطنية للصحة في الولايات المتحدة قرارًا بوقف تمويل الأبحاث التي تتضمن عبور الخلايا البشرية والحيوانية. وبما أن الخلايا الجذعية يمكن أن تتطور إلى أي نسيج بشري، فإنه يمكن في نهاية المطاف إنشاء حيوان بدماغ بشري، كما يعتقد بعض علماء أخلاقيات علم الأحياء. يشير آخرون إلى انتهاك "الحدود الرمزية" بين البشر والحيوانات، كما كتب WP.

يقول علماء في كاليفورنيا إن المخاوف المحيطة بـ "الكيمرات" هي أشبه بالأساطير أكثر من كونها تجارب خاضعة للرقابة، لكنهم يعترفون بأن احتمال ولادة حيوان بخلايا بشرية هو أمر مثير للقلق.

وفي أغسطس الماضي، سمحت معاهد الصحة الوطنية الأمريكية بعودة تمويل أبحاث الكيميرا. وتقترح المنظمة السماح بإدخال الخلايا الجذعية البشرية إلى الأجنة في مرحلة مبكرة من تطور الحيوانات الكبيرة، باستثناء الرئيسيات الأخرى.

"لقد تمكنا أخيرًا من إثبات أن هذا النهج في تكوين الأعضاء ممكن وآمن. آمل أن يفهم الناس هذا. يعتقد الكثير من الناس أن هذا مجرد خيال علمي، لكنه أصبح الآن حقيقة واقعة”.

دانييل سوتنيكوف

معاينة الصورة: لقطة من فيلم “Chimera”

صورة العنوان: ويكيكومونس