Japońskie władze wydały zgodę na prowadzenie badań na zwierzęcych embrionach zawierających ludzkie komórki. Doświadczenia, mimo że kontrowersyjne, to ostatecznie mogą zaowocować powstaniem nowego źródła narządów do przeszczepów.
Hiromitsu Nakauchi, japoński naukowiec zajmujący się komórkami macierzystymi jest pierwszym, który otrzymał rządowe wsparcie w tworzeniu zwierzęcych embrionów zawierających ludzkie komórki. Embriony te mają być następnie wszczepiane innym zwierzętom, gdzie doczekają do końca ciąży swobodnie się rozwijając.
Podczas gdy wiele krajów na całym świecie ograniczyło lub zakazało podobnych badań, Japonia oficjalnie zniosła obostrzenia. Początkiem roku kraj ten uznał za legalne nie tylko przeszczepienie zarodków hybrydowych zastępczym zwierzętom, ale także doprowadzenie eksperymentów do końca.
Hiromitsu Nakauchi kieruje zespołami badawczymi na Uniwersytecie Tokijskim i Uniwersytecie Stanforda. Planuje hodować ludzkie komórki w embrionach myszy i szczurów, a następnie przeszczepiać te zarodki w zastępcze zwierzęta. Ostatecznym celem badacza jest stworzenie zwierząt z narządami zbudowanymi z ludzkich komórek, które mogłyby zostać przeszczepione ludziom.
Do marca Japonia wyraźnie zabraniała rozwijania po 14 dniach zarodków zwierzęcych zawierających ludzkie komórki lub przeszczepiania takich embrionów do zastępczej macicy. W tym miesiącu japońskie władze wydały nowe wytyczne umożliwiające tworzenie embrionów ludzko-zwierzęcych, które można przeszczepić do zwierząt zastępczych i doprowadzić ciążę do końca. Eksperymenty Nakauchi są pierwszymi, które zostaną zatwierdzone zgodnie z nowymi zasadami wprowadzonymi przez władze Japonii.
Nakauchi twierdzi, że nie zamierza się spieszyć. Na początek planuje hodować hybrydowe zarodki myszy i rozwijać je do 14,5 dnia, kiedy organy zwierzęce są w większości uformowane. Przeprowadzi te same eksperymenty na szczurach, rozwijając hybrydowe zarodki w podobnym okresie. Następnie Nakauchi chce ubiegać się o zgodę rządu na hodowanie embrionów hybrydowych u świń przez okres do 70 dni.
- Dobrze jest postępować krok po kroku z ostrożnością, co umożliwi prowadzenie dialogu z opinią publiczną, która jest zaniepokojona i ma obawy – powiedziała Tetsuya Ishii z Uniwersytetu Hokkaido w Sapporo w Japonii.
- Nie spodziewamy się natychmiastowego tworzenia ludzkich narządów, ale nowe prawo pozwala nam rozwijać nasze badania w oparciu o know-how, które do tej pory zdobyliśmy – przyznał Nakauchi.
Strategia, którą chce zastosować Nakauchi, polega na stworzeniu embrionu zwierzęcego pozbawionego genu niezbędnego do produkcji określonego organu, takiego jak trzustka, a następnie wstrzyknięciu ludzkich embrionów z indukowanymi pluripotencjalnymi komórkami macierzystymi (iPS). Komórki iPS to takie, które zostały „przeprogramowane” do stanu embrionalnego i mogą dać początek niemal wszystkim typom komórek. Uczeni liczą, że w miarę rozwoju zwierzę wykorzystuje ludzkie komórki iPS do stworzenia narządu, którego nie może wytworzyć własnymi komórkami.
Zespół Nakauchi'ego przeprowadzał już podobne doświadczenia. W 2017 roku podali mysie komórki iPS zarodkowi szczura, który został pozbawiony genów odpowiedzialnych za wytworzenie trzustki. Zarodek poradził sobie i utworzył trzustkę wykonaną wyłącznie z komórek mysich. Nakauchi i jego zespół przeszczepili tę trzustkę z powrotem do myszy, która została zmodyfikowana tak, aby miała cukrzycę. Narząd wytworzony przez szczura podjął pracę i był w stanie kontrolować poziom cukru we krwi.
Jednak rozwijanie ludzkich komórek w innym gatunku nie jest łatwe. Nakauchi i jego koledzy ogłosili w 2018 roku, że umieścili ludzkie komórki iPS w embrionach owiec, które zostały zaprojektowane tak, aby nie wytworzyć trzustki. Ale zarodki hybrydowe, hodowane przez 28 dni, zawierały bardzo mało ludzkich komórek i to co powstało, nie przypominało organów. Nakauchi mówił wtedy, że jest to prawdopodobnie spowodowane genetycznym dystansem między ludźmi a owcami. Więcej na ten temat w tekście: Wyhodowano embrion owcy z ludzkimi komórkami.
- Zrozumienie podstaw molekularnych i opracowanie strategii pokonania tej bariery będzie konieczne, aby przesunąć się na polu badań do przodu – powiedział Jun Wu z University of Texas Southwestern Medical Center w Dallas.
Nakauchi twierdzi, że nowe prawo Japonii pozwoli mu pokonać ten problem. Będzie eksperymentował z komórkami iPS na różnych etapach i spróbuje zmodyfikowanych genetycznie komórek iPS, aby ustalić, co ogranicza wzrost komórek ludzkich w embrionach zwierzęcych.
Krytycy nowego prawa obawiają się, że ludzkie komórki wprowadzone do embrionu zwierzęcia mogą przenieść się w inne miejsca, jak chociażby mózg. Przytaczają też, że w takim przypadku ludzkie komórki mogłyby potencjalnie wpłynąć zdolności poznawcze zwierzęcia.
Źródło: Nature, fot. Science Pictures ltd/SPL. Na zdjęciu zarodek szczura.
