Rahvusvahelisel teadlaste rühmal, mida juhib hispaanlane Juan Balmonte, kes on tuntud oma töö poolest tüvirakkude vallas, õnnestus luua inimese-sea kimääride embrüod, millest tulevikus võiks saada doonororganite allikas. Teine teadlaste meeskond ravis viiruste abil hiirte kaasasündinud kurtust. räägib meditsiiniga seotud geenitehnoloogia õnnestumistest.

Geneetiliselt muundatud organismide loomine ei ole ainus, mida geenitehnoloogia inimkonnale tuua võib. Biotehnoloogia võimaldab mitte ainult geene muuta põllumajandustaimede ja -loomade parandamiseks, vaid ka ravida varem ravimatuid haigusi. Irooniline, et teadlased kasutavad selleks inimese igavesi vaenlasi - viiruseid. Viimaseid kasutatakse vektorite loomiseks, mis viivad DNA soovitud rakkudesse. Teine suund, mis võib teaduses väheteadlikke inimesi hirmutada, on inimeste ja teiste organismide rakke ühendavate kimäärsete embrüote loomine. Kuid see, mis esialgu tundub kurjakuulutav, osutub tegelikult mugavaks viisiks elundite loomiseks.

Kimäärsete embrüote kasvatamisel tekkivad neerud või kopsud sobivad siirdamiseks inimestele, kes neid vajavad. Need, kes kardavad mutantide ülestõusu, peaksid arvama, et selle tehnoloogia tegelik kasu ületab pessimistlike ulmekirjanike ebamäärased hirmud.

Pilt: Nakauchi et al. / Tokyo ülikool

Hirmude hajutamiseks peate mõistma, mida ja kuidas teadlased kimääre luues teevad. Peamine materjal, millega teadlased töötavad, on tüvirakud, millel on pluripotentsus – võime muutuda keha teisteks rakkudeks (närv, rasv, lihas jne), välja arvatud platsenta ja munakollane. Need viiakse teiste organismide embrüotesse, misjärel embrüo areneb edasi.

Pigmenid

Nii õnnestus rahvusvahelisel USA, Hispaania ja Jaapani teadlaste rühmal luua sea-inimese, roti-hiire ja lehma-inimese kimäärid. Nad teatasid sellest ajakirjas Cell avaldatud artiklis, millest sai esimene dokument, mis kinnitas kaugelt suguluses olevate liikide edukat "kimäärimist".

Peamine probleem seisneb selles, et ei piisa pluripotentsete rakkude sissetoomisest embrüosse ja loota, et sealt tuleb midagi head. Selle asemel võib tulemuseks olla katastroofiliste arenguprobleemidega organism, sealhulgas teratoomide teke. Retsipientide embrüote geenid on vaja välja lülitada, et nad ei suudaks moodustada spetsiifilisi kudesid. Sellisel juhul võtavad siirdatud tüvirakud enda kanda puuduva organi kasvatamise.

Esiteks viisid teadlased roti tüvirakud hiire embrüotesse blastotsüsti staadiumis, kui loode on mitmekümnest rakust koosnev pall. Seda meetodit nimetatakse embrüo komplementeerimiseks. Katse eesmärk oli välja selgitada, millised tegurid mängivad liikidevahelises kimäärsuses juhtivat rolli. Embrüod viidi emaste hiirte kehasse ja seejärel arenesid neist elavad kimäärid, kellest üks elas kaheaastaseks.

Embrüote geenid lülitati välja, kasutades CRISPR/Cas9 tehnoloogiat, mis tekitab katkestusi DNA kindlatesse osadesse. Näiteks blokeerisid teadlased nende kasutatud lähenemist katsetades geeni aktiivsust, millel on oluline roll kõhunäärme moodustumisel. Sündinud hiired surid selle tagajärjel, kuid kui embrüotesse viidi pluripotentsed rotirakud, tekkis puuduv elund. Teadlased lülitasid välja ka Nkx2.5 geeni, ilma milleta embrüod kannatasid tõsiste südamedefektide käes ja olid vähearenenud. Kimäärimine aitas embrüotel saavutada normaalset kasvu, kuid elusaid kimääre polnud kunagi võimalik saada.

Foto: Juan Carlos Izpisua Belmonte / Salki Bioloogiauuringute Instituut

Saadud rotihiirte uurimine näitas, et hiire erinevad koed sisaldasid erinevas proportsioonis rotirakke. Kui teadlased üritasid viia sigade blastotsüstidesse rotirakke ja seejärel neljanädalasi embrüoid geneetiliselt analüüsisid, ei leidnud nad näriliste DNA-d. See viitab sellele, et mitte kõik loomad ei sobi üksteisega kimeriseerimiseks ning mõnelt loomalt pärit tüvirakkude edukas siirdamine teiste embrüotesse võib sõltuda geneetilistest, morfoloogilistest või anatoomilistest teguritest.

Teadlaste põhieesmärk oli luua inimese-sea kimäär, et näha, kuidas inimkude areneb mittemäletsejaliste artiodaktüülloomade embrüos. Nad kasutasid sigade blastotsüste ja laserkiirt, et teha mikroskoopilisi auke, et hiljem süstida erinevaid pluripotentseid rakke, mida kasvatati erinevates tingimustes. Seejärel siirdati embrüod emistele, kus need arenesid edukalt. Inimmaterjali dünaamika jälgimine viidi läbi fluorestseeruva valgu abil, mida inimese tüvirakud olid programmeeritud tootma.

Selle tulemusena tekkisid sea embrüos rakud, mis olid erinevat tüüpi kudede, sealhulgas südame, maksa ja närvisüsteemi eelkäijad. Sea-inimese hübriididel lasti areneda kolm kuni neli nädalat, enne kui need eetilistel põhjustel hävitati.

Kurdid hiired

Ameerika teadlased Bostonist suutsid hiljuti taastada kuulmise hiirtel, kes kannatasid harvaesineva sisekõrva geneetilise häire all. Selleks kasutasid nad neutraliseeritud viirustel põhinevat bioloogilist geenide kohaletoimetamise süsteemi (vektorit). Teadlased on muutnud adeno-seotud viirust, mis nakatab inimesi, kuid ei põhjusta haigusi.

Nakkustekitaja on võimeline tungima karvarakkudesse - loomade kuulmissüsteemi ja vestibulaarse aparatuuri retseptoritesse. Biotehnoloogid kasutasid vektorit defektse Ush1c geeni parandamiseks vastsündinud elusate hiirte rakkudes. See mutatsioon põhjustab kurtust, pimedust ja tasakaaluprobleeme. Selle tulemusena paranes loomade kuulmine, mis võimaldas neil eristada isegi vaikseid helisid.

Seetõttu ei ole geenitehnoloogia abil võimalik luua inimkonda ohustavaid mutante. See on pidevalt täiustatav meetodite ja vahendite kogum inimeste elu ja tervise parandamiseks, eriti nende jaoks, kes seda väga vajavad. Kuna kimääride loomine ja geeniteraapia pole nii lihtsalt elluviidavad ja nõuavad kohati geniaalseid lahendusi, ei toimu biotehnoloogiate areng nii kiiresti, kui tahaksime. Küll aga ilmub igal aastal kümneid teadustöid, mis süvendavad ja rikastavad meie teadmisi ja oskusi.

1. Esimene seda tüüpi ristamine viidi edukalt läbi Shanghais asuvas laboris 2003. aastal. Teadlaste meeskond kasutas inimese ja küüliku geneetiline materjal. Embrüod arenesid tüvirakkude moodustumise staadiumisse, mida teadlased taotlesid: sellist materjali oli vaja inimorganite kasvatamiseks tulevikus. See pole esimene kord, kui teadlased otsustavad selliseid katseid läbi viia. USA teadlased üritasid sarnast katset läbi viia palju varem, kuid nende katse ebaõnnestus.

2. Mõned teadlased väidavad, et veel 1967. aastal hiinlased teadlased on juba katseid teinud luua hirmutav hübriid. Katsete eesmärk oli emase šimpansi seemendamine inimese spermaga. Hiinas lahvatanud kultuurirevolutsioon segas aga teadlaste plaane ja projekt peatati. Ja see on parim: sellise olendi potentsiaalne elu on määratud eluaegsele vangistusele katselaborite seinte vahel.

3. Mayo kliinik Minnesotas kasutas inimese geneetilist materjali ja edukalt lõi esimese hübriidsea. Katse eesmärk on uurida, kuidas inimese ja sea rakud omavahel suhtlevad. Selle tulemusel kasvatasid teadlased uue looma, kes aga välimuselt ei erinenud oma kaaslastest. Kuid veregrupp oli ainulaadne: midagi sellist polnud looduses kunagi olnud.

4. 2009. aastal Vene ja Valgevene geneetikud tegi koostööd kitsede muutmiseks rinnapiima tootmiseks inimene. Transgeensed kitsed aitavad tulevikus luua ravimeid ja toiduaineid uuest piimast, mille koostis on lähedane inimese piimale. Varsti pärast seda kasutas Hiina teadlaste meeskond sarnaste katsete jaoks tervet veisekarja. Eesmärk oli, et oleks võimalik toota inimese rinnapiima koosteliinil. Kas imeloom ka supermarketitesse ilmub, saame teada lähiajal.

5. Tänapäeva biotehnoloogiamaailma üks suurimaid ideid on võimalus. loomade kasvatamine koos inimorganitega, kes võiksid olla doonorid patsientidele üle maailma. Paljudes riikides aga mõistetakse selline ebainimlik kohtlemine elusolendite vastu hukka. Professor Hiromitsu Nakauchi lahkus Jaapanist ja kolis USA-sse, et töötada sarnase projektiga. Seni on teadlastel õnnestunud hiire elundeid roti kehas kasvatada. See on aga edasiminek ja Nakauchi nõuab, et teadlaste meeskond läheneb iga päevaga oma hinnalisele eesmärgile.

6. 2010. aastal lõi Salki Bioloogiauuringute Instituut hiir, kelle maks on peaaegu identne inimese omaga. Selle katse abil uurisid teadlased malaariat ja B- ja C-hepatiiti, mis võivad mõjutada ainult inimesi ja šimpanse. Eksperimendid inimestega seotud loomadega põhjustavad tugevat avalikku vastureaktsiooni ja inimorganitega hiired võimaldavad teadlastel seda probleemi vältida. Teadlased usuvad, et nende uurimistöö toob kaasa uusi läbimurdeid meditsiinis.

7. 2007. aastal viis Yale'i ülikool läbi teraapiat, kasutades inimese tüvirakkude siirdamist. Tulemusena Parkinsoni tõvega ahvid, suutsid varasemast paremini kõndida, süüa ja liikuda. Kuid eetilisest vaatenurgast tekitab eksperiment palju keerulisi küsimusi. Inimese rakud "rändasid" ahvide ajju, muutes sisuliselt aju toimimist. Sellised katsed sunnivad teadlasi paratamatult mõtlema: kus on piir, mille järel kellegi teise kehasse sekkumine viib selle olemuse muutumiseni?

Midagi meditsiiniteaduse revolutsiooni sarnast juhtus aga siiski. Teadusajakiri Cell avaldas jaanuari lõpus California (USA) Salki Instituudi laboratooriumi juhi molekulaarbioloogi Juan Carlos Izpisua Belmonte ja tema 38 kaasautori artikli. Artiklis räägitakse, kuidas teadlastel õnnestus luua sea- ja inimrakkude segust koosnevaid elujõulisi embrüoid.

Kes nad on

Kui neil olenditel lasti sündida (ja bioloogid seda ei teinud, eriti eetilistel põhjustel), ei saaks neid ametlikult ühegi bioloogilise liigi hulka määrata. Selliseid organisme nimetatakse kimäärideks. Kimääridel, keda tunneme keskaegsetest miniatuuridest, on lõvi keha külge kinnitatud kotka tiivad, kitse kabja küljes on mao nõel. Igaüks, kes mäletab hiirt, kelle seljas on inimkõrv – 20 aasta taguse kõrgetasemelise eksperimendi tulemus –, tunnistab kergesti, et see pole see, mida bioloogidelt oodata. Kuid selles mõttes ei olnud Belmonte labori uutel olenditel peaaegu võimalust kedagi üllatada: pärast sündi oleksid nad välja näinud nagu kõige tavalisemad põrsad. Asi on selles, et mõned nende keha rakud – umbes üks tuhandik protsenti – sisaldaksid puhast inimese DNA-d. Ja see paneks põrsasid soodsalt võrdlema 1997. aasta pikkkõrvhiirega, mis oli pigem plastilise kirurgia eksperiment ja millel polnud ainsatki inimrakku.

Viimaste hinnangute kohaselt on inimestel kokku 30–40 triljonit rakku ja sigadel umbes sama palju. Kas tuhandik protsenti sellisest astronoomilisest kujundist on palju või vähe? Lapse eostamiseks kulub vaid üks rakk. Seetõttu võib kimäärseast teoreetiliselt saada inimlapse vanem.

Doonor ilma mootorrattata

Arstid näevad sigu mitte potentsiaalsete sugulastena, vaid potentsiaalsete doonoritena oma elundite inimestele siirdamiseks. Ainuüksi USA-s siirdatakse aastas 27 tuhat neere, kopse, südant ja soolestikku. Ja kõigil 27 tuhandel juhul tegelevad kirurgid elavate või surnud inimeste organitega. Kes aga julgeks täie mõistuse juures nõuda, et sigadelt võetaks see, kui see on siirdatud enda äpardunud südamesse, kui tavalise, inimlikuga tehtud protseduur on silutud ja töötab suurepäraselt? Kes siirdamist ei saa: USA-s on nn ootenimekirjas registreeritud 118 tuhat inimest. Statistika kohaselt sureb neist ligikaudu 22 täna (ja sama palju homme ja sama palju järgmisel pühapäeval) ilma siirdamist ootamata.

Inimdoonoreid on liiga vähe – ja see pole isegi see, et vabatahtlikud on väga haruldased. (Erinevalt USA-st loetakse Venemaal seaduse järgi potentsiaalseks doonoriks igaüht, kes pole otsesõnu keelanud oma elundite eemaldamist. Seadus ei nõua sugulastelt nõusoleku küsimist.) Ainult kolm inimest tuhandest, ajakiri New Scientist tsiteerib Briti andmeid, surevad tingimustes, kus nende elundid on siirdamiseks sobivad. Arvud on riigiti ilmselgelt erinevad – need sõltuvad nii sellest, kui kiiresti kiirabi õnnetus- või tulistamiskohale jõuab, mille tulemusena ilmuvad välja lootustandvamad doonorid, kui ka sellest, kui palju on läheduses siirdamiskeskusi, kus elundid saavad. utiliseerida õigesti. Lõpuks on veel mõne tunni pärast vaja leida ja operatsiooniks ette valmistada patsient “ootenimekirjast” – siin kehtivad palju rangemad ühilduvusreeglid kui nelja erineva rühmaga vereülekannete puhul.

Need rakud, mida kõige vähem tagasi lükatakse, on meie omad. Mis oleks, kui kasutaksime loomi inimese rakkudest (ja ideaaljuhul selle patsiendi rakkudest, kes elundi saab) kasvatatud neerude ja kõhunäärme inkubaatoritena? Sama probleem äratõukereaktsiooniga ei lase meil probleemi otsekohe lahendada: täiskasvanud sea immuunsüsteemi jaoks pole inimrakud sugugi vähem võõrad kui meie jaoks searakud.

See tähendab, et me peame tegutsema teisiti.

Lõika ja liimi

Kujutage ette, et teie silme all lõigati kaks inimest korraga pooleks – näiteks halvast ulmefilmist pärit lahingulaser. Seejärel ühendasid nad pool ühest teisega ja liimitud pooled elasid siis kogu oma elu, nagu poleks midagi juhtunud. Variant on veelgi paradoksaalsem: nad võtsid kaks kõhnat inimest, surusid nad üksteise vastu - ja said ühe paksu mehe. Kui mõlemal inimesel pole eostamise hetkest veel neli päeva, pole miski võimatu. Selles etapis on tulevane organism identsete rakkude pall. "Te eemaldate elutu aine välise kaitsekihi ja ühendate embrüod füüsiliselt," selgitas Columbia ülikooli (USA) professor Virginia Papaioannou intervjuus, kuidas teadlased on tootnud kimäärhiiri, millel on kahe isendi täielik geenikomplekt. samal ajal alates 1960. aastatest. Pärast puudutamist moodustavad kaks embrüot lihtsalt uue suurema palli – peaaegu nagu õhus kohtuvad seebimullid. Rakupallil pole veel immuunsüsteemi, mis seda takistada saaks – nagu ka kõigil teistel süsteemidel: need arenevad palju hiljem.

Peenem sekkumine on lisada embrüole võõrast biomaterjali, kui selle rakud on juba jagunenud erinevateks sortideks. Blastotsüsti staadiumis on embrüo - kas hiirel või inimesel - õõnes pall, mille sisse on lukustatud väike osa rakke. Ainult sellest sisemisest osast saavad tulevased kopsud, maks, neerud, aju, nahk ja muud täiskasvanud kehaosad ning kogu välimine osa muutub platsentaks, mis sünnitust üle ei ela. Bioloogid eelistavad selles etapis võõraid rakke sisse viia.

See ei tähenda, et see stsenaarium oma puhtal kujul avab siirdamiskirurgidele põnevaid võimalusi. Vajadus doonororganite järele tekib tavaliselt hiljem – kui inimene on juba looteikka jõudnud. Kuidas ristuda teise embrüoga? Võtke täiskasvanud organismi rakud, mis ei ole omandanud selget ülesannet (nagu aju- või maksarakud) ega ole kaotanud embrüonaalsetele rakkudele iseloomulikku võimet millekski muunduda. Neid nimetatakse tüvirakkudeks, kuid neid esineb organismis väga harva. 2012. aastal pälvis Nobeli meditsiiniauhinna Jaapani teadlane Shinya Yamanaka selle eest, et ta mõtles välja viisi, kuidas muuta tavalised keharakud tüvirakkudeks – unustades oma tausta ja "langedes lapsepõlve". Täisnimi on indutseeritud (kuna nad olid sunnitud muutuma) pluripotentsed (st "võimelised kõigeks" - mis tahes transformatsiooniks) tüvirakud. Kimääride uurijad kasutavad neid.

Kas nii on võimalik kombineerida erinevate liikide embrüoid - näiteks rotte ja hiiri? Täpselt seda tegi Toshihiro Kobayashi meeskond Tokyo ülikoolist, kasutades tüvirakke 2010. aastal – ja Ameerika rühm, kes avaldas oma tulemused seitse aastat hiljem, viis meetodi täiuslikkuseni. Kuidas saate olla kindel, et olete tõesti kimääri aretanud? Võtke aluseks spetsiaalselt kahjustatud DNA-ga surmale määratud embrüod. Kasutades äsja leiutatud "geeni skalpelli" CRISPR-Cas9, sihipärase DNA redigeerimise meetodit, lõid teadlased välja geenid, mis vastutavad kõhunäärme või südame kasvu eest. Sellise defektiga pole võimalust ellu jääda (või isegi elusalt sündida). Kuid siis viidi embrüosse roti tüvirakud. Ja kui kimäärhiir sellest hoolimata sündis, võisid teadlased olla kindlad, et selle sees peksis roti süda.

Kuid kõige üllatavam tulemus puudutas sapipõie. Rottidel seda pole, aga hiirtel on. Kuid kimäärid, milles selle organi eest vastutavad hiiregeenid olid puudega, sündisid ikkagi töötava sapipõiega - rotirakkudest. Hiirerakud pakkusid rotirakkudele kuidagi õiget konteksti ja nad, alludes mõjule, moodustasid organi, mis oli rotil võimatu.

Sigadele lähemal kui rottidele

Siga ja rotti niimoodi ristada ei saanud – kuna need organismid on üksteisest liiga erinevad. Raseduse erinev kestus ja erinevad elundite suurused viitavad sellele, et rakud on programmeeritud jagunema erineva kiirusega. Lõpuks, kas kimääri pisike rotisüda suudab verd läbi tohutu seamaksa pumbata?

Kuid inimestega pole selliseid raskusi: oleme sigadele palju lähemal - peamiselt oma elundite suuruse poolest. Seetõttu on sead (ja minisead eraldi valikuna) alati olnud ksenotransplantatsiooni kandidaat nr 1. Paralleelselt sea organismis inimrakkude kasvatamisega kaaluvad bioloogid muid võimalusi – näiteks lihtsalt võtta ja peita inimese immuunsüsteemi eest searakkude pinnale need valgud, mis põhjustavad kõige ägedama reaktsiooni. Sellised uuringud on kestnud juba pikka aega, seega pole sead kui elundisiirdamise kandidaadid uus asi.

Uus eksperiment on näidanud, et võimalus on olemas ja see ei ole spekulatiivne – ega isegi uskumatu kokkusattumus. Sigadele siirdati 2075 embrüot ja teadlaste sõnul saavutas 186 neist piisava küpsuse. Inimrakud märgistati nende DNA-s spetsiaalse märgisega, mis paneb nad tootma fluorestseeruvat valku – ja 17 küpset tervet embrüot helendasid enesekindlalt ultraviolettvalguses, tõestades teadlastele, et tegemist on kindlasti kimääridega.

Teadlaste sõnul on sellest hetkest elusas inkubaatoris elunditeni aastaid. Ja asi pole ainult selles, et inimrakkude osakaal kimääri kehas on liiga väike. Teadlastel oleks igal juhul raske näha, kuidas nad kasvavad ja mis juhtub rakkudega täiskasvanud kehas.

Oleme sigadele palju lähemal – eelkõige oma elundite suuruse poolest. Seetõttu on sead alati olnud ksenotransplantatsiooni kandidaat nr 1

Varem aretatud hiirte ja rottide kimäärid elasid täisväärtuslikku hiireelu kaheaastaselt. Pole põhjust arvata, et inimese-sea kimääridel oleks tõsiseid terviseprobleeme, mis ei lase neil täiskasvanuks saada. Nende sündi ei takistanud mitte bioloogilised, vaid eetilised probleemid. Ja nii tõsine, et Salki Instituudi meeskond oli sunnitud erarahaga uuringuid läbi viima, sest USA riiklike tervishoiuinstituutide – tervishoiuministeeriumi analoogi – reeglid keelavad. raha kulutamine mis tahes katsetele, mis on seotud inimese tüvirakkude sisestamisega loomade embrüotesse.

Mis on ebaeetiline inimese põrnaga sea sünnitamises? Meie ebakindlus sellise katse tulemuste suhtes. Täiskasvanud embrüo rakkude proportsioonid ei ole samad, mis embrüos. Ja kui searakud domineerivad miljoni ja ühe suhtega, pole see nii hirmutav, kui inimrakud võtaksid võimu üle. Ja sünnib olend, kes näeb välja rohkem mehe kui sea moodi, inimajuga, kuid eksperimendi asjaoludest tingitud deformatsioonidega. Et arstid saaksid inimesi päästa, tundub, et nad vajavad muu hulgas ka täpsemat inimese määratlust – ja täpsemat vastust küsimusele, kust inimesed pärit on.

Embrüo on inimese ja sea hübriid. USA, Jaapani ja Hispaania bioloogid viisid seamuna inimese tüvirakke. Teadlased nimetasid looma üsas kasvanud embrüot kimääriks – antiikmütoloogiast pärit olendi auks. Tulevikus võimaldavad need uuringud teadlastel kasvatada siirdamiseks elundeid ja uurida geneetiliste haiguste olemust. Teadustöö edenemiseks peavad teadlased tõestama mitte ainult katsete tõhusust, vaid ka nende eetilisust.

Mis on katse olemus?

Rühm Ameerika teadlasi Californias asuvast Salki bioloogiliste uuringute instituudist süstis inimese tüvirakke sea embrüosse varases arengujärgus ja asetas selle looma emakasse. Kuu aega hiljem arenesid tüvirakud embrüoteks, millel olid inimkoe alged: süda, maks ja neuronid.

2075 ülekantud embrüost arenes 28-päevaseks staadiumiks 186. Teadlased tunnistavad, et saadud embrüod olid "äärmiselt ebastabiilsed", kuid seni on tegemist kõige edukama inimese hübriidiga. Teadlased kirjutavad, et saadud kimäär on kriitiline samm toimivate inimorganitega loomaembrüote loomisel.

Allikas: Cell Press

Lõppeesmärk on kasvatada toimivaid ja siirdamiseks valmis elundeid; need katsed on esimene samm selle poole, kirjutab WP California teadlastele viidates.

Sarnase uuringu tulemused on avaldatud ajakirja Nature esimeses numbris 2017. aastal. Nagu väljaandest järeldub, õnnestus Jaapani ja USA teadlaste rühmal roti sees kasvatada hiire kõhunääre ja seejärel siirdada insuliini tootv organ diabeetikutele, mis ei põhjustanud immuunsüsteemi äratõukereaktsiooni. See oli esimene kinnitus, et liikidevaheline elundite siirdamine on võimalik, kirjutab Nature.

Miks see vajalik on?

Teadlaste põhieesmärk on inimorganite kasvatamine suurte loomade embrüote abil. USA tervishoiuministeeriumi andmetel sureb iga päev 22 inimest, oodates elundeid siirdamiseks. Teadlased on pikka aega püüdnud kasvatada tehiskudesid väljaspool inimkeha, kuid Petri tassis (nn mikroorganismide kasvatamiseks mõeldud konteiner) arenevad elundid on elusorganismis kasvatatavatest väga erinevad.

Tehisorganite kasvatamise tehnoloogia on suure tõenäosusega sarnane hiirte ja rottidega tehtud katsega, kirjutab The Washington Post. Rotid, kes said ajakirjas Nature kirjeldatud uuringute käigus uusi rakke, olid geneetiliselt muundatud. Nad ei saanud ise oma kõhunääret kasvatada, nii et tüvirakud "täitsid tühja ruumi". Mõned rottidel ilmunud näärmed siirdati haigetele hiirtele. Pärast operatsiooni elasid hiired terve aasta jooksul terve glükoositasemega – pool elueast inimlikus mõistes, kirjutab WP.

Uuring tõestas, et liikideülene siirdamine pole mitte ainult võimalik, vaid ka tõhus, kommenteeris tulemusi Stanfordi ülikooli vanemautor Hiromitsu Nakauchi. Teadlastel õnnestus südant ja silmi samamoodi “kasvatada”.

Millised on raskused?

California teadlased saavutasid esimesed tulemused neli aastat pärast uurimistöö algust. Sead on nende sõnul katse jaoks ideaalsed loomad. Nende elundid on umbes sama suured, kuid nad kasvavad palju kiiremini kui inimesed. Edasistes uuringutes peaks põhiliseks saama ajafaktor, tõdevad teadlased.

"Seni on inimrakkude arv tekkinud embrüos väga väike ja kogu protsess toimub varases embrüonaalses staadiumis, seega on veel vara rääkida täisväärtusliku kimääri loomisest," kommenteerisid Nakauchi kolleegid. tulemus. Saadud embrüodes oli 100 000 searaku kohta ainult üks inimese rakk (efektiivsus 0,00001%). "Sellest piisab 0,1-1% rakkude efektiivsuse saavutamiseks," selgitas üks California uuringu autoritest BBC-le.

Pärast neljanädalast arendustööd hävitasid Salki Instituudi teadlased eetilistel põhjustel saadud embrüod, et takistada kimääri täielikku arengut. "Tahtsime lihtsalt vastata küsimusele, kas inimrakud suudavad üldse kohaneda," selgitas üks autoritest.

Eetilised probleemid

2015. aastal kehtestas USA riiklikud tervishoiuinstituudid moratooriumi inim- ja loomarakkude ristamisega seotud uuringute rahastamisele. Kuna tüvirakud võivad areneda mis tahes inimkoeks, võib lõpuks tekkida inimajuga loom, usuvad mõned bioeetikud. Teised viitavad inimeste ja loomade vahelise "sümboolse piiri" rikkumisele, kirjutab WP.

California teadlased väidavad, et hirmud "kimääride" ümber on pigem müüdid kui kontrollitud katsed, kuid tunnistavad, et loom võib inimrakkudega sündida, on muret tekitav.

Augustis lubasid USA riiklikud tervishoiuinstituudid kimääriuuringute rahastamise naasta. Organisatsioon teeb ettepaneku lubada suurte loomade, välja arvatud teiste primaatide, embrüotesse inimtüvirakkude sisseviimist varases arengujärgus.

"Oleme lõpuks suutnud tõestada, et selline lähenemine elundite loomisele on võimalik ja ohutu. Loodan, et inimesed mõistavad seda. Paljud usuvad, et see on ulme, aga nüüd on see saamas reaalsuseks,” kommenteeris Nakauchi võimalikku keelu tühistamist.

Daniil Sotnikov

Eelvaate foto: kaader filmist “Chimera”

Päise foto: WikiCommons