Unang pag-aaral upang ipakita ang pag-unlad ng interspecies chimera bilang isang bagong mapagkukunan ng mga organo para sa transplants
Sa isang pag-aaral na inilathala sa Cell1, chimeras – ipinangalan sa mythical lion-goat-serpent monster – ay ginawa sa unang pagkakataon sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng materyal mula sa tao at hayop. Ang mga cell ng tao ay matagumpay na makikitang lumalaki sa loob ng isang baboy pagkatapos na ang mga stem cell ng tao (na may kakayahang maging anumang tissue) ay ma-inject sa embryo ng baboy sa pamamagitan ng isang cutting-edge na stem cell na teknolohiya.
Ang pag-aaral na ito na pinamumunuan ni Propesor Juan Carlos Izpisua Belmonte sa Salk Institute for Biological Studies sa California ay isang malaking tagumpay at gawaing payunir sa pag-unawa at pagsasakatuparan ng potensyal ng interspecies chimeras at nagbibigay ng hindi pa nagagawang kakayahang pag-aralan ang maagang pagbuo ng embryo at organ pagbuo.
Paano nabuo ang chimera ng tao-baboy?
Gayunpaman, inilalarawan ng mga may-akda ang prosesong ito bilang medyo hindi mahusay na may mababang rate ng tagumpay na ~ 9 na porsyento lamang ngunit napagmasdan din nila na ang mga cell ng tao ay nakitang matagumpay na gumagana kapag bahagi ng isang chimera ng tao-baboy. Ang mababang rate ng tagumpay ay pangunahing nauugnay sa mga evolutionary gaps sa pagitan ng tao at baboy at walang ebidensya na ang mga cell ng tao ay sumasama sa napaaga na anyo ng tisyu ng utak. Ang mababang antas ng tagumpay hindi sa pagtayo, ang mga obserbasyon ay nagpapakita na ang bilyun-bilyong selula sa chimera embryo ay magkakaroon pa rin ng milyun-milyong selula ng tao. Ang pagsubok sa mga cell na ito lamang (kahit 0.1% hanggang 1%) ay tiyak na magiging makabuluhan sa isang mas malaking konteksto upang makamit ang pangmatagalang pag-unawa sa interspecies chimera.
Ang isang kaugnay na pag-aaral ng chimera ay nai-publish din sa parehong oras sa Kalikasan na pinamumunuan ni Hiromitsu Nakauchi sa Stanford Institute para sa Stem Cell Biology at Regenerative Medicine na nag-uulat ng mga functional na islet sa mga rat-mouse chimera.2.
Etikal na talakayan sa paligid ng mga chimera, hanggang saan tayo makakarating?
Gayunpaman, ang mga pag-aaral na nauugnay sa pagbuo ng mga interspecies na chimera ay pinagtatalunan din sa etika at nagpapataas ng mga alalahanin tungkol sa kung hanggang saan ang mga naturang pag-aaral ay maaaring gawin at legal at katanggap-tanggap sa lipunan. Kabilang dito ang etikal na pananagutan at mga ligal na katawan na gumagawa ng desisyon at naglalabas din ng ilang katanungan.
Kung isasaalang-alang natin ang lahat ng etikal na pagsasaalang-alang, hindi tiyak kung a pantao-hayop chimera ay maaaring kailanman ipinanganak. Magiging etikal ba ito kung ito ay ipinanganak ngunit hindi pinahihintulutang lahi sa pamamagitan ng paggawa nito na sterile? Gayundin, kung gaano karaming porsyento ng mga selula ng utak ng tao ang maaaring maging bahagi ng chimera ay kaduda-dudang din. Posible bang mahulog ang chimera sa ilang hindi komportable na kulay abong lugar bilang paksa sa pagitan ng pananaliksik ng hayop at tao. Ang mga siyentipiko ay hindi gaanong alam tungkol sa kanilang sariling mga species dahil sa maraming mga hadlang sa pagsasaliksik sa mga tao. Kasama sa mga hadlang na ito ang walang suporta para sa pagsasaliksik ng embryo, pagbabawal sa anumang mga klinikal na pagsubok na nauugnay sa germline (mga cell na nagiging tamud o itlog) genetic modification at mga limitasyon sa pananaliksik sa biology ng pag-unlad ng tao.
Walang alinlangan, ang mga siyentipiko ay kailangang harapin ang mga tanong na ito sa angkop na panahon sa halip na iwasan ang mga ito. Ang ganitong mga pagsisikap ay magbibigay ng pundasyon at magsusulong ng paraan para sa karagdagang pananaliksik na tama sa etika at magbibigay ng mas malalim na mga pananaw sa "pagiging tao".
Ang mga may-akda ay tiyak na nagsasaad na ang kanilang layunin ay pangunahing maunawaan kung paano ang mga cell ng dalawang magkaibang species (baboy at tao dito) ay naghahalo, nag-iiba at nagsasama at na nasuri nila ang chimera ng tao-baboy sa napakaagang yugto ng pag-unlad.
Maraming hamon ngunit napakalaking pag-asa para sa hinaharap
Ang pag-aaral na ito ay kapana-panabik sa kabila ng pagiging mapaghamong etikal at nagmamarka ng unang hakbang tungo sa pagbuo ng mga naililipat na organo ng tao gamit ang malalaking hayop (baboy, baka atbp.) na organ ang laki at pisyolohiya ay napakalapit at katulad ng mga tao. Gayunpaman, kung titingnan natin ang kasalukuyang pag-aaral, ang mga antas ng pagtanggi sa immune ay napakataas habang nagsasalita tayo. Ang mga kontribusyon ng baboy (mga cell mula sa baboy) sa bawat organ na tumutubo sa chimera ay isang napakalaking hamon para sa anumang pag-iisip tungkol sa matagumpay na paglipat ng organ sa mga tao.
Gayunpaman, ang tunay na pag-asa para sa hinaharap dito ay ang magkaroon ng isang bagong pinagmumulan ng mga organo para sa mga transplant sa mga tao sa pamamagitan ng paggamit ng mga teknolohiyang stem-cell at gene-editing. Ito ay mahalaga at ang pangangailangan ng oras, dahil sa napakalaking pangangailangan para sa transplant sa mga pasyente, marami sa kanila ang namamatay sa listahan ng naghihintay (lalo na sa mga kinakailangan sa bato at atay) at gayundin ang malaking kakulangan ng sapat na mga donor.
Iginiit ng mga may-akda na ang pag-aaral na ito ay makakaapekto rin sa iba pang mga kaugnay na lugar ng pananaliksik. Ang patuloy na pag-unlad ng mga chimera na may medyo mas maraming tissue ng tao ay may mga implikasyon at pagiging kapaki-pakinabang sa pag-aaral ng simula ng mga sakit sa mga tao at para sa screening ng mga gamot bago ang mga pagsubok sa mga kalahok ng tao bukod sa pag-unawa sa mga pagkakaiba sa pagitan ng mga species. Sa pag-aaral na ito, ang teknolohiya ay hindi ginamit para sa mga chimera ng tao, ngunit ayon sa teorya, ang isang pantulong na pamamaraan ay maaaring gawin sa hinaharap sa pagsubok na gumamit ng mga chimera upang gumawa ng mga organo ng tao para sa paglipat. Higit pang trabaho sa lugar na ito ang magbibigay ng mga insight sa posibleng tagumpay at mga limitasyon ng mga teknolohiyang ito kapag ginamit upang bumuo ng chimera.
Ito ay isang una at mahalagang pag-aaral sa pagbuo ng mga chimera ng tao at hayop at nagbibigay-daan upang palawakin ang pang-unawa ng siyentipikong komunidad sa mga landas ng paglikha at pag-unlad ng mga cell sa isang kapaligiran ng hayop.
***
Pinagmulan (s)
1. Wu J et al. 2018. Interspecies Chimerism na may Mammalian Pluripotent Stem Cells. Selda. 168(3). https://doi.org/10.1016/j.cell.2016.12.036
2. Yamaguchi T et al. 2018. Ang interspecies organogenesis ay bumubuo ng mga autologous functional na islet. Kalikasan. 542. https://doi.org/10.1038/nature21070
