211service.com
Mens-dier hersenschimmen krijgen zwangerschap op Amerikaanse onderzoeksboerderijen
Sommige Amerikaanse onderzoekscentra trotseren een financieringsverbod dat is ingesteld door Amerika's belangrijkste gezondheidsagentschap en gaan door met pogingen om menselijk weefsel in varkens en schapen te kweken met als doel harten, levers of andere organen te creëren die nodig zijn voor transplantaties.
De poging om organen in landbouwhuisdieren te incuberen is ethisch geladen omdat het inhoudt dat menselijke cellen aan dierlijke embryo's worden toegevoegd op een manier die de grens tussen soorten zou kunnen vervagen.
Afgelopen september, in een ommekeer van eerder beleid, hebben de National Institutes of Health bekend gemaakt het zou geen studies ondersteunen met dergelijke hersenschimmen van mens en dier totdat het de wetenschappelijke en sociale implicaties nauwkeuriger had beoordeeld.
Hiromitsu Nakauchi
Het bureau zei in een verklaring dat het zich zorgen maakte over de kans dat de cognitieve toestand van dieren zou kunnen veranderen als ze menselijke hersencellen zouden krijgen.
De NIH-actie werd in gang gezet nadat bekend was dat wetenschappers met dergelijke experimenten waren begonnen met steun van andere financieringsbronnen, waaronder van het staatsstamcelbureau van Californië. De mens-diermengsels worden gemaakt door menselijke stamcellen te injecteren in dagen oude dierlijke embryo's en deze vervolgens te verwekken in vrouwelijk vee.
Op basis van interviews met drie teams, twee in Californië en één in Minnesota, MET Technologie beoordeling schat dat er in de afgelopen 12 maanden in de VS ongeveer 20 zwangerschappen van varken-mens of schaap-mens-chimaera's zijn vastgesteld, hoewel tot nu toe geen wetenschappelijk artikel is gepubliceerd waarin het werk wordt beschreven en geen van de dieren ter wereld is gebracht.
De omvang van het onderzoek werd gedeeltelijk onthuld tijdens: presentaties gemaakt op de NIH-campus in Maryland in november op verzoek van het bureau. Een onderzoeker, Juan Carlos Izpisua Belmonte van het Salk Institute, toonde ongepubliceerde gegevens over meer dan een dozijn varkensembryo's die menselijke cellen bevatten. Een ander, van de Universiteit van Minnesota, leverde foto's van een 62 dagen oude varkensfoetus waarbij de toevoeging van menselijke cellen een aangeboren oogafwijking leek te hebben opgeheven.
De experimenten zijn gebaseerd op een geavanceerde fusie van technologieën, waaronder recente doorbraken in stamcelbiologie en technieken voor het bewerken van genen. Door genen te modificeren kunnen wetenschappers nu gemakkelijk het DNA in varkens- of schapenembryo's veranderen, zodat ze genetisch niet in staat zijn om een specifiek weefsel te vormen. Door vervolgens stamcellen van een persoon toe te voegen, hopen ze dat de menselijke cellen de taak van het vormen van het ontbrekende orgaan zullen overnemen, dat vervolgens van het dier kan worden geoogst voor gebruik bij een transplantatie.
We kunnen een dier maken zonder hart. We hebben varkens ontwikkeld die geen skeletspieren en bloedvaten hebben, zegt Daniel Garry, een cardioloog die een hersenschim-project leidt aan de Universiteit van Minnesota. Hoewel dergelijke varkens niet levensvatbaar zijn, kunnen ze zich goed ontwikkelen als er een paar cellen worden toegevoegd van een normaal varkensembryo. Garry zegt dat hij op deze manier al twee varkens heeft samengevoegd en onlangs een subsidie van 1,4 miljoen dollar heeft gewonnen van het Amerikaanse leger, dat wat biomedisch onderzoek financiert, om te proberen menselijke harten bij varkens te laten groeien.
Het spook van een intelligente muis die ergens in een laboratorium vastzit en schreeuwt: 'Ik wil eruit', zou mensen erg verontrusten.
Omdat chimaera's een nieuwe voorraad organen voor behoeftige patiënten zouden kunnen bieden en ook tot basisontdekkingen zouden kunnen leiden, zeggen onderzoekers, waaronder Garry, dat ze van plan zijn door te gaan ondanks het standpunt van de NIH. In november was hij een van de 11 auteurs die publiceerden een brief kritiek op het bureau voor het creëren van een bedreiging voor de vooruitgang die een schaduw van negativiteit op hun werk werpt.
De zorg is dat de dieren misschien een beetje te menselijk blijken te zijn voor comfort, laten we zeggen dat ze eindigen met menselijke voortplantingscellen, stukjes haar van mensen of gewoon een hogere intelligentie. We zijn niet in de buurt van het eiland Dr. Moreau, maar de wetenschap gaat snel, zei NIH-ethicus David Resnik tijdens de bijeenkomst van het agentschap in november. Het spook van een intelligente muis die ergens in een laboratorium vastzit en schreeuwt: 'Ik wil eruit', zou mensen erg verontrusten.
De kans dat een dier menselijk bewustzijn krijgt is waarschijnlijk klein; hun hersenen zijn gewoon te verschillend en veel kleiner. Toch hebben onderzoekers die met chimeren van boerderijdieren werken, uit voorzorg nog geen geboorte toegestaan, maar in plaats daarvan foetussen verzameld om voorlopige informatie te verzamelen over hoe groot de bijdrage van menselijke cellen aan het lichaam van de dieren is.
Door cellen van de ene soort in het embryo van een andere te injecteren, ontstaan mengsels die chimeren worden genoemd. Van links naar rechts: een gewone muis, een muis die deels rat is, een rat die deels muis is, een witte rat.
Hiromitsu Nakauchi, een stamcelbioloog aan de Stanford University, begon dit jaar met het maken van chimeren van mens-schapen. Hij zegt dat de bijdrage van menselijke cellen aan de lichamen van de dieren tot nu toe relatief klein lijkt. Als de omvang van menselijke cellen 0,5 procent is, is het zeer onwaarschijnlijk dat je denkende varkens of staande schapen krijgt, zegt hij. Maar als het groot is, zoals 40 procent, dan moeten we daar iets aan doen.
Andere soorten chimeren van mens en dier worden al veel gebruikt in wetenschappelijk onderzoek, waaronder gehumaniseerde muizen met een menselijk immuunsysteem. Dergelijke dieren worden gemaakt door stukjes lever en thymus van een menselijke foetus (verzameld na een abortus) toe te voegen aan een muis nadat deze is geboren.
De nieuwe onderzoekslijn gaat verder omdat het gaat om het plaatsen van menselijke cellen in een dierlijk embryo in het allervroegste stadium, wanneer het een bol van slechts een dozijn cellen in een laboratoriumschaal is. Dit proces, genaamd embryo-complementatie, is belangrijk omdat de menselijke cellen zich kunnen vermenigvuldigen, specialiseren en mogelijk bijdragen aan elk deel van het lichaam van het dier terwijl het zich ontwikkelt.
In 2010, toen hij in Japan werkte, gebruikte Nakauchi de embryo-complementatiemethode om te laten zien dat hij muizen kon genereren met een alvleesklier die volledig uit rattencellen bestond. Als het werkt zoals bij knaagdieren, zegt hij, zouden we een varken met een menselijk orgaan moeten kunnen hebben.
Wat als het embryo dat zich ontwikkelt grotendeels menselijk is? Het is iets dat we niet verwachten, maar niemand heeft dit experiment gedaan, dus we kunnen het niet uitsluiten.
Hoewel Nakauchi een sterwetenschapper was, waren de Japanse regelgevers traag om zijn idee voor chimera's goed te keuren - een varkensman zoals critici het noemden - en tegen 2013 besloot Nakauchi naar de VS te verhuizen, waar geen enkele federale wet het creëren van hersenschimmen beperkt. Stanford kon hem rekruteren met de hulp van een subsidie van $ 6 miljoen van het California Institute of Regenerative Medicine, een staatsagentschap dat tien jaar geleden werd opgericht om politieke inmenging van Washington te omzeilen.
Hoewel het NIH-financieringsverbod Nakauchi niet treft, heeft het onderzoekers onder druk gezet om het doel van hun werk uit te leggen. Ik wil je wat hersenschimmen laten zien, zei Nakauchi toen ik vorige maand zijn laboratorium in Stanford bezocht. Hij opende de deur naar een kleine kamer met incubators waar de chimere embryo's worden bewaard. Omdat een vroeg embryo bijna onzichtbaar is voor het menselijk oog, bevinden zich in de kamer speciale microscopen die zijn uitgerust met micronaalden die worden gebruikt om de menselijke cellen erin te injecteren.
Het type menselijke cellen dat wordt toegevoegd, wordt iPS-cellen genoemd, gemaakt van huid of bloed dat chemisch is geherprogrammeerd tot meer veelzijdige stamcellen met behulp van een Nobelprijswinnende formule die is ontwikkeld door een van Nakauchi's Japanse collega's. Nakauchi zegt dat voor het gemak de meeste iPS-cellen die zijn team in dierlijke embryo's heeft geplaatst, gemaakt zijn van zijn eigen bloed, omdat het werven van vrijwilligers te veel papierwerk met zich meebrengt.
We hebben een speciale toestemming nodig als we in dieren injecteren, zegt hij schaapachtig. Dus ik probeer mijn eigen te gebruiken.
Een varken op de varkensafdeling van de Universiteit van Californië, Davis. Wetenschappers hopen bij dergelijke dieren menselijke organen te laten groeien.
Het woord hersenschim komt van het schepsel uit de Griekse mythe, deels leeuw, deels geit en deels slang. Nakauchi zegt dat de meeste mensen zich aanvankelijk voorstellen dat zijn hersenschimmen ook monsters zijn. Maar hij zegt dat de houding verandert als hij zijn voorstel kan uitleggen. Een reden is dat als zijn iPS-cellen zich in een dier ontwikkelen, het resulterende weefsel eigenlijk van hem zal zijn, een soort perfect op elkaar afgestemd vervangend onderdeel. Wanhopig zieke mensen op wachtlijsten voor orgels kunnen op een dag een hersenschim bestellen en minder dan een jaar wachten voordat hun eigen aangepaste orgel klaar is. Ik zie echt niet veel risico voor de samenleving, zegt hij.
Voordat dat kan gebeuren, zullen wetenschappers moeten bewijzen dat menselijke cellen zich echt kunnen vermenigvuldigen en effectief kunnen bijdragen aan de lichamen van landbouwhuisdieren. Dat kan een uitdaging zijn, aangezien, in tegenstelling tot ratten en muizen, die genetisch redelijk dicht bij elkaar staan, mensen en varkens bijna 90 miljoen jaar geleden voor het laatst een voorouder deelden.
Om daar achter te komen, besloten onderzoekers in 2014 om boerderijdieren te impregneren met embryo's van mensen en dieren, zegt Pablo Ross, een dierenarts en ontwikkelingsbioloog aan de Universiteit van Californië, Davis, waar sommige dieren worden gehuisvest. Ross zegt bij Davis dat hij in samenwerking met het Salk Institute ongeveer zes sets varkens-menselijke embryo's in zeugen heeft overgebracht en nog eens acht of tien zwangerschappen van schapen-mens-embryo's met Nakauchi tot stand heeft gebracht. Buiten de VS hebben nog eens drie dozijn varkenstransporten plaatsgevonden, zegt hij.
Deze vroege inspanningen zijn nog niet bedoeld om organen te maken, zegt Ross, maar meer om de ideale omstandigheden te bepalen voor het genereren van mens-dier-chimaera's. De studies bij Davis begonnen pas na een beoordeling door drie verschillende ethische commissies, en zelfs toen, zegt hij, besloot de universiteit voorzichtig te zijn en de tijd die de dieren zouden krijgen te beperken tot slechts 28 dagen (een varken wordt geboren in 114 dagen).
Tegen die tijd is het embryonale varken nog maar een centimeter lang, hoewel dat voldoende ontwikkeld is om te controleren of menselijke cellen bijdragen aan zijn rudimentaire organen.
We willen ze niet laten groeien tot stadia die we niet nodig hebben, omdat dat controversiëler zou zijn, zegt Ross. Mijn mening is dat de bijdrage van menselijke cellen minimaal zal zijn, misschien 3 procent, misschien 5 procent. Maar wat als ze zouden bijdragen aan 100 procent van de hersenen? Wat als het embryo dat zich ontwikkelt grotendeels menselijk is? Het is iets dat we niet verwachten, maar niemand heeft dit experiment gedaan, dus we kunnen het niet uitsluiten.