Senovės graikams chimera buvo grėsmingas padaras - dalis liūto, dalis ožkos ir dalis gyvatės. Pirmoji chimera, kurią Juanas Carlos Ispisua Belmonte sukūrė 1992 m., Buvo daug mažiau bauginanti: ją sudarė pelės embriono galūnė, įskiepyta ant vištos embriono sparno. Tuo metu Belmonte buvo jaunas mokslininkas, dirbęs laboratorijoje Heidelberge, Vokietijoje. Jį sužavėjo genų raiškos paslaptys - biologiniai signalai, lemiantys gyvūnų vystymąsi, ir embrioninių ląstelių potencialas.
Paimkite bet kurį stuburinį: vištieną, kiaulę, žmogų. Subrendę jie paaiškėja kaip visiškai skirtingi organizmai, tačiau jie prasideda beveik tuo pačiu dalyku. Belmonte pradėjo domėtis: jei pele gali įsitvirtinti ant vištos sparno, kas dar galėtų būti? Kaip dar mokslininkai gali pakeisti signalus, lemiančius, kas taps padaru?
- „Salik.biz“
Ar įmanoma iš vienos būtybės užauginti kitą?
Embriono lankstumas Belmonte'as domėjosi tam tikra prasme. Būdamas skurdžių, menkai išsilavinusių tėvų vaikas pietų Ispanijos kaime, jis keletą metų buvo priverstas palikti mokyklą, kad palaikytų savo šeimą dirbdamas ūkyje. Tik paauglystėje jis grįžo į klasę ir nuo tos akimirkos greitai perėjo nuo filosofijos (Nietzsche ir Schopenhaueris buvo jo mėgstamiausi) prie farmakologijos ir genetikos.
Iki 2012 m. Belmonte tapo vienu žymiausių pasaulio biologų, dirbusiu savo laboratorijoje Salko institute La Jolla mieste, Kalifornijoje, ir dar viena savo gimtojoje Ispanijoje. Kaip ir jo kolegos visame pasaulyje, jis svarstė, kaip disciplinos arsenale panaudoti galingą naują įrankį - CRISPR-Cas9 genų redagavimo platformą. Po to, kai pasirodė pirmasis rimtas CRISPR darbas, Belmonte greitai rado tikslą. Vien tik Jungtinėse Amerikos Valstijose apie 100 000 žmonių yra laukiami organų transplantacijos bet kuriuo metu ir apie 8000 iš jų kasmet miršta dėl donorų trūkumo. Anot Belmonte, sprendimas galėtų būti CRISPR ir chimeros. Jis tikėjosi panaudoti naują genų redagavimo metodą, kad galvijų kūnus paverstų žmogaus širdies, inkstų, kepenų ir plaučių inkubatoriais.
Belmonte paieškos prasidėjo nuo tyrimų su pelėmis. Naudodamas CRISPR, jis ir jo komanda pašalino genus, kurie leido gyvūnams užauginti kelis organus, įskaitant akis, širdį ir kasą. Užuot leidę šiems pakitusiems pelių embrionams vystytis savarankiškai, Salko mokslininkai į mišinį suleido kai kurias žiurkių kamienines ląsteles. Tada žiurkės ląstelės pakeitė trūkstamus organus ir gyvūnai gyveno normalų pelių gyvenimą. Iki 2017 m. Belmonte su kolegomis perėjo prie didesnių dalykų. Jie įšvirkštė žmogaus kamienines ląsteles į 1500 paprastų kiaulių embrionų, tada juos implantavo į paršavedes. Per maždaug 20 dienų kai kurie iš jų virto kiaulių chimeromis. Tai buvo kukli sėkmė. Embrionai buvo labiau kiaulės nei žmogaus: 100 000 kiaulių ląstelių buvo 1 žmogus. Bet eksperimentas buvo sėkmingas: tai buvo pirmieji chimeriniai embrionai, sukurti susiliejus dviem didelėms, tolimai susijusioms rūšims.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Kaip ir pelėms bei žiurkėms, Belmonte planuoja naudoti CRISPR, kad išjungtų kiaulės norą sukurti savo organus ir užpildytų spragą žmogaus ląstelėmis. Bet antrasis žingsnis - priversti žmogaus ląsteles greičiau įsitvirtinti kiaulėse - pasirodė velniškai sudėtingas. „Pelių žiurkių našumas yra labai geras. Kiaulienos efektyvumas nėra labai didelis. Tai yra problema “. Šiandien Belmonte laboratorijoje vyksta sudėtingas bandymų ir klaidų procesas - mokslininkai išbando, kaip įvairios gyvūnų ir žmonių ląstelės sąveikauja tarpusavyje, tikėdamiesi pritaikyti radinius kiaulių ir žmonių chimerose. Bet net ir šis kruopštus procesas, anot mokslininkų, yra labai greitas pagal ankstesnių metų standartus. Taikant tradicinius metodus, jie būtų užtrukę „šimtus metų“. Tačiau CRISPR dėka mes galime labai greitai surinkti daugybę genų ir juos modifikuoti.
Jei CRISPR padėjo Belmontui įgyvendinti jo užmojus, jis taip pat pasiuntė jį į vieną iš opiausių etinių mokslo sričių. Senovės žmonės chimeras vertino kaip blogą ženklą, o šiuolaikiniai žmonės į jas žiūri vienodai - ypač tada, kai neryškėja riba tarp žmogaus ir gyvūno. Savo 2006 m. Kalboje JAV prezidentas George'as W. Bushas tokių hibridų sukūrimą pavadino „baisiausiu piktnaudžiavimu medicinos tyrimuose“. 2015 m. Belmonte sužinojo, kad yra nominuotas „Pionier“apdovanojimui - vienai iš prestižiškiausių ir dosniausių Nacionalinių sveikatos institutų apdovanojimų. Tada paaiškėjo, kad darbas šioje linijoje buvo sustabdytas - dėl jo darbo su chimeromis. Tais pačiais metais NIH sustabdė federalinį finansavimą bet kokiems žmogaus kamieninių ląstelių implantavimo į gyvūnų embrionus tyrimams.nurodydamas poreikį apmąstyti etinius klausimus. Po metų moratoriumą buvo pažadėta atšaukti, tačiau iki šiol nėra lėšų. Galiausiai Belmonte laimėjo „Pioneer“apdovanojimą, tačiau didžiąją dalį eksperimentų su kiaulėmis Ispanijoje jis padarė savo lėšomis.
Prancūzijos Monpeljė universitetinės ligoninės Ląstelių ir audinių inžinerijos departamento direktorius Johnas de Vaux lengvai pateikia blogiausius scenarijus, susijusius su kiaulių chimeromis. Pavyzdžiui, jei per daug žmogaus ląstelių patenka į kiaulės smegenis, tada gyvūnas teoriškai galėtų išsiugdyti naujas sąmonės ir intelekto rūšis. (2013 m. Mokslininkai iš Ročesterio, Niujorko, pelėms suleido žmogaus smegenų ląsteles - ir pelės buvo protingesnės nei jų bendraamžiai.) „Būtų siaubinga įsivaizduoti žmogaus sąmonės formą, įstrigusią gyvūno kūne“, - sako de Vaux. O kas, jei mokslininkai netyčia sukūrė kiaulę, kuri galėtų įprasminti savo kančias ir pajusti moralinę neteisybę? Net jei galėtumėte nužudyti gyvūną, norėdami paimti jo organus, tam, be abejo, nesutinka daugelis gyvūnų gerovės aktyvistųbūtų nepaprasta nužudyti tvarinį, turintį humanoidinį intelektą, kad būtų pašalinta jo kasa.
„Belmonte“siūlo tiesioginį šios problemos sprendimą: reikia daugiau CRISPR. Anot jo, naudodamiesi genų redagavimu, mokslininkai galėjo užkirsti kelią žmonių ląstelėms kolonizuoti kiaulių smegenis. Tokios intervencijos gali užkirsti kelią žmogaus DNR patekimui į kiaulių gemalų liniją, kad ji nebūtų perduodama būsimiems žmogaus paršeliams. Tai yra dar vienas scenarijus, dėl kurio bioetika tampa rimta. „Laboratorijoje yra technologijų, kurios galėtų mums padėti išvengti šių etinių problemų“, - sako Belmonte.
Chimera tyrimai yra tik viena iš didžiausių tyrimų linijų 58 metų Belmonte laboratorijoje, naudojant CRISPR. Jis ir jo komanda taip pat vykdo daugybę epigenetinio redagavimo eksperimentų, tai CRISPR variantas, moduliuojantis genų ekspresiją, o ne griaunantis pačią DNR seką. Dėl šios priežasties pelių diabeto, inkstų ligos ir raumenų distrofijos simptomai visiškai atsistato. Galime sakyti, kad mokslininkai bando įveikti patį senėjimą.
„Jis nustumia ribas to, kam šiuo metu esame pajėgūs“, - sako Daviso Kalifornijos universiteto Zoologijos katedros profesorius Pablo Juanas Rossas, kuris savo laboratorijoje eksperimentuoja su kiaulių ir avių chimeromis. Abu mokslininkai yra suinteresuoti įrodyti genų redagavimo ir chimerų kūrimo vertę. Rossas lažinasi, kad mes negalime atsisakyti technologijos, leidžiančios auginti organus gyvūnuose, nelaukiant, kol kitas paauglys mirs autoavarijoje.
Tačiau Belmonte neskuba, nepaisant savo nekantrumo. Pirmąjį embrioninių chimerinių kiaulių vaisius jis nusprendė sunaikinti per pirmąjį trimestrą, nelaukdamas, kol jie išsivystys į etiniu požiūriu sudėtingesnį - nepaisant to, kad Ispanijoje, kur jie buvo auginami, taisyklės leis Belmonte bet kada nužudyti gyvūnus. Jis atsargiai vertina genų redagavimą žmonėse. „Prieš naudodami CRISPR žmonėms, turime išmokti daug daugiau“, - sako jis. "Aš dar neišdrįsčiau jo išvežti už laboratorijos ribų."
Pažanga turėtų būti ne tik moksle. Taip pat turi būti nuodugnios diskusijos apie genų redagavimą - taip pat turi būti ne tik mokslininkų, bet ir gydytojų, visuomenės ir vyriausybės nuomonė. De Vaux sutinka: „Einšteinas atliko fundamentinius fizikos tyrimus. Tačiau nacionaliniu lygmeniu buvo nuspręsta šiuos rezultatus pritaikyti Hirosimos bombardavimui - ne mokslininkų lygiu “.
Belmonte tvirtai tiki, kad mokslininkai šiandien yra ant ligos išgydymo slenksčio, atstatydami senėjimą ir išgelbėdami gyvybes užaugę organai. Tai gali pakeisti mūsų pačių evoliuciją, savo rūšis.
Ar tu su juo sutinki?
Ilja Khel