Η Ιαπωνία εγκρίνει τα πρώτα πειράματα σε έμβρυα ανθρώπου-ζώου

στις

Η έρευνα θα μπορούσε να οδηγήσει τελικά σε νέες πηγές οργάνων για μεταμόσχευση, όμως πρέπει να ξεπεραστούν ηθικές και τεχνικές εμπλοκές.

Αναφορά: Nature News 26 July 2019
Japan approves first human-animal embryo experiments
doi: 10.1038/d41586-019-02275-3

Μετάφραση-Επιμέλεια: Πυθεύς

Ένας Ιάπωνας επιστήμονας βλαστοκυττάρων είναι ο πρώτος που λαμβάνει κυβερνητική υποστήριξη για την δημιουργία ζωικών εμβρύων τα οποία περιέχουν κύτταρα ανθρώπου και τη μεταμόσχευσή τους σε παρένθετα ζώα, καθώς η απαγόρευση της πρακτικής αυτής αναιρέθηκε νωρίτερα φέτος.

Ο Hiromitsu Nakauchi, ο οποίος ηγείται επιστημονικών ομάδων στο Πανεπιστήμιο του Τόκιο και το Πανεπιστήμιο Stanford στην Καλιφόρνια, σχεδιάζει την ανάπτυξη ανθρώπινων κυττάρων σε ποντίκια και έμβρυα αρουραίων και στη συνέχεια τη μεταμόσχευση των εμβρύων αυτών σε παρένθετα ζώα. Απώτερος στόχος για τον Nakauchi είναι η παραγωγή ζώων με όργανα φτιαγμένα από ανθρώπινα κύτταρα, που μπορούν να μεταμοσχευθούν σε ανθρώπους.

Μέχρι τον Μάρτιο, η Ιαπωνία απαγόρευε ρητά την ανάπτυξη ζωικών εμβρύων που περιέχουν ανθρώπινα κύτταρα για χρονικό διάστημα μεγαλύτερο των 14 ημερών ή τη μεταμόσχευση αυτών σε παρένθετες μήτρες. Τον μήνα εκείνο το υπουργείο παιδείας και επιστήμης προώθησε νέες κατευθυντήριες γραμμές επιτρέποντας την δημιουργία εμβρύων ανθρώπου-ζώου που μπορούν να μεταμοσχευθούν και να οδηγηθούν σε κύηση.

Έμβρυα ανθρώπου-ζώου έχουν παραχθεί σε χώρες όπως οι Ηνωμένες Πολιτείες, αλλά ουδέποτε οδηγήθηκαν σε κύηση. Παρότι το κράτος επιτρέπει τέτοιου είδους έρευνα, το Εθνικό Ινστιτούτο Υγείας (ΝΙΗ) έχει αναστείλει την χρηματοδότηση τέτοιων εργασιών από το 2015.

Τα πειράματα του Nakauchi είναι τα πρώτα που προεγκρίθηκαν με βάση τη νέα νομοθεσία της Ιαπωνίας, από επιτροπή εμπειρογνωμόνων του υπουργείου επιστημών. Η οριστική έγκριση αναμένεται από το υπουργείο τον επόμενο μήνα.

Ο Nakauchi λέει ότι δεν σκοπεύει να επισπεύσει την διαδικασία και ότι δεν θα επιχειρήσει την ολοκλήρωση της κύησης για οποιοδήποτε υβριδικό έμβρυο για κάποιο χρονικό διάστημα. Αρχικά, σχεδιάζει να αναπτύξει υβριδικά έμβρυα ποντικού μέχρι τις 14.5 ημέρες, χρονικό διάστημα κατά το οποίο τα όργανα του ζώου έχουν ολοκληρωθεί σε μεγάλο ποσοστό και είναι σχεδόν έτοιμο για εμφύτευση (βλ. σ.6 ). Θα κάνει τα ίδια πειράματα σε αρουραίους, μεγαλώνοντας τα υβρίδια μέχρι να πλησιάζουν το στάδιο της εμφύτευσης, για περίπου 15.5 ημέρες. Αργότερα, ο Nakauchi σκοπεύει να αιτηθεί της κρατικής έγκρισης για ανάπτυξη των υβριδικών μεβρύων σε χοίρους για διάστημα 70 ημερών.

«Είναι καλό να προχωρήσουμε με σύνεση και προσοχή, κάτι που θα κάνει εφικτό τον διάλογο με το κοινό, το οποίο αισθάνεται νευρικότητα και έχει ανησυχίες,» υποστηρίζει ο ερευνητής θεμάτων επιστημονικής τακτικής Tetsuya Ishii του Πανεπιστημίου Hokkaido στην πόλη Sapporo της Ιαπωνίας.

Ζητήματα ηθικής

Ορισμένοι βιοηθικολόγοι ανησυχούν για το ενδεχόμενο ότι τα ανθρώπινα κύτταρα ίσως απομακρυνθούν από την ανάπτυξη του οργάνου για το οποίο προορίζονται, κινηθούν προς τον αναπτυσσόμενο εγκέφαλο του ζώου και πιθανόν επηρεάσουν τις νοητικές του ικανότητες.

Ο Nakauchi υποστηρίζει ότι αυτές οι ανησυχίες αποτέλεσαν αντικείμενο μελέτης για τον σχεδιασμό του πειράματος. «Επιχειρούμε την στοχευμένη παραγωγή οργάνου, έτσι ώστε τα κύτταρα να πηγαίνουν μόνο στο πάγκρεας,» αναφέρει ο ίδιος.

Η στρατηγική που εξετάζουν αυτός και άλλοι επιστήμονες είναι να δημιουργήσουν έμβρυο ζώου από το οποίο απουσιάζει ένα γονίδιο απαραίτητο για την παραγωγή ενός συγκεκριμένου οργάνου, όπως το πάγκρεας και να εισάγουν στη συνέχεια πολυδύναμα ανθρώπινα βλαστοκύτταρα (iPS) στο ζωικό έμβρυο. Κύτταρα iPS είναι εκείνα τα οποία έχουν επαναπρογραμματιστεί σε κατάσταση που ομοιάζει σε εμβρυονική (προεμβρυϊκή περίοδος) και μπορούν να αποτελέσουν το έναυσμα για τη δημιουργία σχεδόν κάθε είδους κυττάρου. Καθώς το ζώο αναπτύσσεται, χρησιμοποιεί τα ανθρώπινα iPS κύτταρα για να κατασκευάσει το όργανο που δεν μπορεί να φτιάξει με τα δικά του κύτταρα.

Το 2017, ο Nakauchi και οι συνεργάτες του ανακοίνωσαν την έγχυση κυττάρων iPS ποντικού σε έμβρυο αρουραίου που δεν ήταν ικανό να παραγάγει πάγκρεας. Ο αρουραίος δημιούργησε πάγκρεας φτιαγμένο εξ ολοκλήρου από κύτταρα ποντικού. Ο Nakauchi και η ομάδα του μεταμόσχευσαν αυτό το πάγκρεας σε ποντίκι που είχε σχεδιαστεί να πάσχει από διαβήτη. Το όργανο που είχε παραχθεί από αρουραίο στάθηκε ικανό να ελέγξει τα επίπεδα του σακχάρου στο αίμα, θεραπεύοντας αποτελεσματικά τον διαβητικό ποντικό (βλ. απόσπασμα που ακολουθεί)


Ενδοειδική οργανογένεση παράγει αυτόλογα λειτουργικά νησίδια

Αναφορά: Nature volume 542, pages 191–196 (09 February 2017)
Interspecies organogenesis generates autologous functional islets
https://doi.org/10.1038/nature21070

Επεξηγήσεις
Ενδοειδικός: αφορά άτομα του ίδιου είδους
Αυτόλογος: λαμβάνεται από έναν οργανισμό και χορηγείται στον ίδιο
Νησίδια: συναθροίσεις κυττάρων παγκρέατος

Η μεταμόσχευση νησιδίων είναι μιά καθιερωμένη θεραπεία για τον διαβήτη. Έχουμε δείξει πρωτύτερα ότι παγκρέατα αρουραίων μπορούν να δημιουργηθούν από πολυδύναμα βλαστοκύτταρα (PSCs) των ίδιων των τρωκτικών σε ποντίκια, μέσω της συμπληρωματικότητας των ενδοειδών βλαστοκυττάρων.

Παρότι λειτουργικά και αποτελούμενα από κύτταρα προερχόμενα από αρουραίο, τα παραχθέντα παγκρέατα είχαν μέγεθος ποντικού, κάτι που τα καθιστούσε ανεπαρκή για την απομόνωση του αριθμού των νησιδίων που απαιτούσε η θεραπεία του διαβήτη σε μοντέλο ποντικού.

Στην παρούσα μελέτη, εκτελώντας το πείραμα αντίστροφα, με την έγχυση πολυδύναμων βλαστοκυττάρων ποντικού (PSCs) σε βλαστοκύστεις αρουραίου με ανεπάρκεια σε προαγωγούς ινσουλίνης (Pdx-1), δημιουργήσαμε παγκρέατα μεγέθους αρουραίου αποτελούμενα από κύτταρα προερχόμενα από PSCs ποντικού.

Τα νησίδια που παράχθηκαν στη συνέχεια από εκείνα τα χιμαιρικά παγκρέατα, αρουραίου-ποντικού, μεταμοσχεύτηκαν σε ποντίκια με διαβήτη απότοκο χορήγησης στρεπτοζοτοκίνης (αντιβιοτικό-αντινεοπλαστικό παράγοντα που προκαλεί απώλεια παραγωγής ινσουλίνης). Τα μεταμοσχευμένα νησίδια κανονικοποιήθηκαν επιτυχώς και διατήρησαν τα επίπεδα γλυκόζης του λήπτη γιά πάνω από 370 ημέρες με την απουσία ανοσοκαταστολής (εξαιρουμένων των πρώτων 5 ημερών μετά την μεταμόσχευση).

Αυτά τα δεδομένα παρέχουν τεκμήρια επί της αρχής για την θεραπευτική προοπτική των προερχόμενων από πολυδύναμα βλαστοκύτταρα (PSCs) νησιδίων, τα οποία παράγονται από την συμπληρωματικότητα των βλαστοκυττάρων σε ξενογονικό ξενιστή.


Ωστόσο η ανάπτυξη ανθρώπινων κυττάρων σε οργανισμό άλλου είδους δεν είναι απλή υπόθεση. Το 2018 ο Nakauchi και οι συνεργάτες του ανακοίνωσαν στο ετήσιο συνέδριο της Αμερικανικής Ένωσης για την Πρόοδο της Επιστήμης (AAAS) στο Αustin του Texas, ότι είχαν τοποθετήσει ανθρώπινα κύτταρα iPS σε έμβρυα προβάτου τα οποία είχαν σχεδιαστεί να μη παράγουν πάγκρεας. Τα υβριδικά έμβρυα όμως, ανεπτυγμένα για 28 ημέρες, περιείχαν ελάχιστα κύτταρα ανθρώπου και τίποτα που να μοιάζει με όργανα. Αυτό είναι πιθανό να οφείλεται στην γενετική απόσταση μεταξύ ανθρώπων και προβάτων, υποστηρίζει ο Nakauchi.

Wu et al./Cell
   Scientists have created embryos that contain cells from both rats and mice.

Δεν έχει νόημα να οδηγήσεις σε κύηση υβριδικά έμβρυα ανθρώπου-ζώου χρησιμοποιώντας εξελικτικά απομακρυσμένα είδη όπως χοίροι και πρόβατα διότι τα ανθρώπινα κύτταρα θα εξαλειφθούν πολύ νωρίς από τα έμβρυα του ξενιστή. Η κατανόηση της θεμελιώδους μοριακής αρχής και η ανάπτυξη στρατηγικών για να ξεπεραστεί αυτός ο φραγμός θα είναι απαραίτητα για να προχωρήσει μπροστά το πεδίο αυτό, υποστηρίζει ο Jun Wu ο οποίος ερευνά χιμαιρικά έμβρυα ανθρώπου-ζώου στο Νοτιοδυτικό Ιατρικό Κέντρο του Πανεπιστημίου του Τέξας που εδρύει στο Ντάλας.

Ο Nakauchi λέει ότι το «πράσινο φως» από την Ιαπωνία θα του επιτρέψει να αφιερωθεί στην επίλυση του προβλήματος. Θα πειραματισθεί με κύτταρα iPS σε ελαφρώς διαφοροποιημένα στάδια και θα επιχειρήσει κάποια γενετική τροποποίηση σε αυτά ώστε να προσδιορίσει τι είναι αυτό που περιορίζει την ανάπτυξη των ανθρώπινων κυττάρων σε έμβρυα ζώων.


Φωτογραφία εξωφύλλου:
A Japanese scientist plans to insert human cells into rat embryos (pictured).
Credit: Science Pictures ltd/SPL


provided by


Σχετικά:
Mus musculus- Το γενετικό πορτραίτο του κοινού οικιακού ποντικού