общ

Отглеждат човешки органи при свине. Какво може да се обърка?

За древните гърци химера е зловещо създание.- частично лъв, частично коза и частично змия. Първата химера, създадена през 1992 г. от Хуан Карлос Исписуа Белмонте, е значително по-малко ужасна: тя се състои от фетален крайник на мишка, присаден на крило на пилешки ембрион. По това време Белмонте е млад учен, работещ в лаборатория в Хайделберг, Германия. Той бил очарован от тайните на генната експресия - биологичните сигнали, които контролират развитието на животното - и чистия потенциал на ембрионалните клетки.

Вземете всяко гръбначно животно: пиле, прасе, човек. При зрялост те се оказват напълно различни организми, но започват практически от едно и също нещо. Белмонте започна да се чуди: ако кракът на мишка можеше да се вкорени в пилешко крило, какво друго би било възможно? Как иначе учените могат да променят сигналите, които определят какво ще стане?

Възможно ли е да се отгледа друг човек от едно същество?

Интересът на Белмонте към ембрионалната гъвкавост беше внякакъв смисъл лично. Като дете на бедни, слабо образовани родители в селските райони в Южна Испания, той е бил принуден да напусне училище в продължение на няколко години, за да подкрепи семейството си, докато работи в една ферма. И само в юношеството той се връща в класната стая - и от този момент бързо се премества от философията (Ницше и Шопенхауер са обичани) към фармакологията и генетиката.

До 2012 г. Белмонте стана един от най-големитесветовни биолози, работещи в собствената си лаборатория в Института Солк в Ла Джоли, Калифорния, и друг в родната им Испания. Подобно на колегите му по света, той се замисли как да използва нов мощен инструмент в арсенала на тази дисциплина - платформата за редактиране на ген CRISPR-Cas9. След появата на първата сериозна работа на CRISPR, Белмонте бързо намери цел. Само в Съединените щати около 100 000 души са на линия за трансплантация на органи във всеки един момент и около 8 000 от тях умират всяка година поради липса на донори. Според Belmonte, CRISPR и химери могат да бъдат решение. Той се надява да използва нова техника за редактиране на гени, за да превърне телесните тела в инкубатори за човешки сърца, бъбреци, черния дроб и белите дробове.

Търсенето на Белмонте започна с проучвания върху мишки. Използвайки CRISPR, той и неговият екип отстраниха гените, които позволиха на животните да отглеждат няколко органа, включително очите, сърцето и панкреаса. Вместо да позволят на тези променени миши ембриони да растат самостоятелно, учените на Солк въведоха в сместа някои стволови клетки от плъх. След това клетките от плъх заместват липсващите органи и животните живеят нормален живот на мишката. До 2017 г. Белмонте и колегите му преминаха към по-големи теми. Те инжектирали човешки стволови клетки с 1500 ембриони от обикновени прасета, след което имплантирали тези ембриони в свине майки. За около 20 дни някои от тях се превръщат в химери на човешки прасета. Успехът беше скромен. Ембрионите са повече свинско, отколкото човешко: има 1 човек на 100 000 свински клетки. Но експериментът беше успешен: това бяха първите химерни ембриони, създадени от сливането на два големи, отдалечени вида.

Както в случая с мишки и плъхове, Belmonteпланира да използва CRISPR, за да изключи желанието на свинете да създаде свои собствени органи, и след това да запълни празнината с човешки клетки. Но втората стъпка - да накараме човешките клетки да се вкоренят в прасета с по-висока скорост - се оказа доста трудно. „Ефективността на мишките при плъхове е много добра. Ефективността на човешките прасета не е особено висока. Това е проблемът. " Днес в лабораторията на Белмонте се провежда сложен процес на изпитания и грешки - учени изпитват как различните животински и човешки клетки взаимодействат помежду си, с надеждата да приложат информацията към химерите на прасета и хора. Но дори и този труден процес, според учените, е много бърз по стандартите от предишни години. Използвайки традиционни методи, те ще се нуждаят от "стотици години". Но благодарение на CRISPR можем много бързо да съберем много гени и да ги модифицираме.

Ако CRISPR помогна на Белмонте в неговите амбиции, тойсъщо го изпрати в една от най-трудните етични области на науката. Древните хора смятат химерите за лоша поличба, а съвременните хора се отнасят към тях като към същите - особено когато границата между хората и животните е замъглена. В обръщението си за 2006 г. президентът на САЩ Джордж Буш нарече създаването на такива хибриди един от "най-грубите злоупотреби в медицинските изследвания". През 2015 г. Белмонте научи, че кандидатства за награда Pioneer, една от най-престижните и щедри стипендии на Националния институт по здравеопазване. Тогава се оказа, че работата по тази линия е спряна - заради работата му с химери. През същата година NIH прекъсна федералното финансиране за всякакви изследвания за вмъкване на човешки стволови клетки в животински ембриони, като се позова на необходимостта да се мисли за етични въпроси. Година по-късно мораториумът беше обещан да бъде отменен, но досега няма финансиране. Впоследствие Белмонте е получил наградата „Пионер“, но повечето от експериментите с прасета в Испания е направил за своя сметка.

Джон де Во, директор на килията итъканното инженерство в Университетската болница в Монпелие във Франция, лесно представя най-лошите сценарии, включващи химери от свине. Например, ако твърде много човешки клетки попаднат в мозъка на прасето, то животното теоретично може да развие нови видове съзнание и интелигентност. (През 2013 г. учени от Рочестър, Ню Йорк, инжектирали мишки с човешки мозъчни клетки - и мишките бяха по-умни от връстниците си). „Би било ужасно да си представим форма на човешкото съзнание, заключена в тялото на животно“, казва де Во. Ами ако учените неволно създадат прасе, което може да разбере собственото си страдание, с чувство за морална несправедливост? Дори ако можеш да убиеш животно, за да извлечеш органите, с които много активисти за защита на животните не биха се съгласили, със сигурност ще бъде чудовищно да убиеш същество с подобна на човешка интелигентност, за да отнеме панкреаса.

Belmonte предлага пряко решение на този проблем: нужда от повече CRISPR. Използвайки редактиране на ген, каза той, учените ще могат да предотвратят колонизацията на мозъка на свинете с човешки клетки. Такива интервенции могат да предотвратят проникването на човешка ДНК в зародишната линия на прасето, така че да не преминава към бъдещите прасенца. Това е друг сценарий, който кара биоетиката да се мръщи. „В лабораторията има технологии, които могат да ни помогнат да избегнем тези етични проблеми“, казва Белмонте.

Химерните изследвания са само един от най-големитенасоки, които се разработват в лабораторията на 58-годишния Белмонте с помощта на CRISPR. Той и неговият екип провеждат много експерименти за епигенетично редактиране - вариант на CRISPR, който модулира генната експресия, вместо да хаква само ДНК последователността. Поради това, симптомите на диабет, бъбречно заболяване и мускулна дистрофия при мишки са напълно разгледани. Можем да кажем, че учените се опитват да преодолеят самото застаряване.

- Той прокарва границите на това, което можемПабло Хуан Рос, професор по зоология в Калифорнийския университет, Дейвис, който експериментира с химери на прасета и овце в собствената си лаборатория. И двамата учени се интересуват от доказване на стойността на редактиране на гени и създаване на химери. Рос разчита на факта, че не можем да изоставим технологията, която ще ни позволи да отглеждаме органи в животни, без да чакаме друг тийнейджър да умре в автомобилна катастрофа.

Но Белмонте не бърза, въпреки собствените синетърпение. Той реши да унищожи първите химерни прасета на плода през първия триместър, без да чака да се развият в нещо по-етично сложно - въпреки факта, че в Испания, където са били отгледани, правилата биха позволили на Белмонте да убива животни по всяко време. Той внимава да редактира гени при хората. „Трябва да научим много повече, преди да използваме CRISPR на публично място“, казва той. - Не бих се осмелила да го извадя от лабораторията.

Напредъкът не трябва да бъде само в науката. Трябва да има детайлен дебат за редактирането на гените - и не само учени, но и лекари, обществеността и правителството трябва да имат глас. Де Во се съгласява: „Айнщайн е провел фундаментални изследвания в областта на физиката. Но на национално ниво беше решено да се приложат тези резултати към бомбардировките на Хирошима - а не на ниво учени.

Белмонте е категоричен, че днес ученитеса на ръба на лечение на болести, обръщане на остаряването и спасяване на живота с отглеждани органи. Тя може да промени нашата собствена еволюция, нашия собствен облик.

Съгласен ли си с него? Разкажете ни в нашия чат в Telegram.