Divas starptautiskas pētnieku grupas, netaupot resursus, sacenšas – kurš pirmais radīs dzīvotspējīgu radību no dažādu dzīvnieku šūnām. Pēdējo triju gadu laikā zinātnieki radījuši žurkas ar peļu šūnām, kā arī ieguvuši dzīvu cūkas embriju ar cilvēka šūnām. Tagad sagaidāma pērtiķa un cilvēka himēra, portālā RIA Novosti stāsta Alfija Jeņikejeva.
Ģenētiskās sacensības
2017. gada janvārī divi autoritatīvākie zinātniskie žurnāli – Nature un Cell ar dienas starpību publicēja rakstus, par kuriem tolaik pastāstīja gandrīz visi pasaules mediji.
Pirmo rakstu laida klajā biologi no Tokijas un Stenfordas universitātēm (Japāna un ASV), otro — zinātnieki no Solkas Bioloģisko pētījumu institūta (ASV) un Mursijas Katoļu universitātes (Spānija). Abās publikācijās bija runa par himēru embrijiem – būtnēm, kuru šūnās ir vairāku organismu DNS. Visbiežāk tie ir divi organismi, taču gadās arī trīs un pat četri.
Himēras nav hibrīdi, kas dzimst dažādu sugu pārstāvju sakrustošanas rezultātā. Tās rodas mākslīgi, kad pētnieki stingri noteiktā embrija attīstības brīdī pētnieki tam ievada neradnieciska dzīvnieka cilmes šūnas. Šim nolūkam ar ģenētiskā redaktora CRISPR/Cas9 palīdzību izlases kārtā tiek iznīcināta daļa embrija šūnu, no kurām jāveidojas kādam konkrētam orgānam. Pēc tam embrija barotnē iestāda citas sugas pārstāvja cilmes šūnas. Tās pārvēršas par orgānu, kura iedīglis tika iznīcināts.
Japāņiem tādējādi izdevies izaudzēt žurkas ar peles aizkuņģa dziedzeri, bet amerikāņi un spāņi pēc treniņiem ar grauzējiem radījuši dzīvotspējīgus cūku embrijus ar cilvēka muskuļiem. "Puscūkas-puscilvēki" tika iznīcināti 28.attīstības dienā ētisku apsvērumu dēļ, bet žurkām zinātnieki ļāvuši sasniegt dzimumbriedumu. Pēc tam grauzējus likvidēja, bet to aizkuņģa dziedzeri tika transplantēti pelēm, kas slimoja ar diabētu. Orgāni adaptējās, un peles atveseļojās.
"Visos šajos eksperimentos pārsvarā runa ir par iespējām izaudzēt cilvēka orgānus dzīvniekos. Pagaidām šī reģeneratīvās medicīnas joma – atsevišķu cilvēka orgānu izaudzēšana ārpus organisma – buksē. Kolēģi vēlas eksperimentāli pārliecināties, vai nozarei ir nākotne. Eksperimenti ar dzīvniekiem un cilvēka embrionālajām šūnām ir starpposms, lai principiāli apstiprinātu vai noliegtu iespēju radīt funkcionālu orgānu svešā vidē," paskaidroja Fizikas un ķīmijas pētnieciskā institūta RIKEN (Japāna) vadošais līdzstrādnieks un Kazaņas Federālās universitātes Ekstremālās bioloģijas laboratorijas vadītājs Oļegs Gusevs.
Daļēji cilvēks
Šovasar amerikāņu-japāņu un amerikāņu-spāņu komandu konfrontācija pacēlās jaunā līmenī. Jūnijā biologi Tokijas universitātes Medicīnas zinātņu institūta profesora Hiromicu Nakauči vadība publicēja zinātniskā raksta sākotnējo versiju, kurā aprakstīja eksperimentus ar primāta šūnām.
Zinātnieki sekmīgi ievadīja piecas dienas vecam Rēzus pērtiķa embrijam šimpanzes cilmes šūnas, taču cilvēka un pērtiķa šūnas savienot uzdrošinājās tikai Petri traukā. Starp citu, no šī sajaukuma izveidojās funkcionāli sirds audi, taču pētnieki nolēma neturpināt eksperimentu ar cilvēka šūnām šimpanzes embrijā – ētisku apsvērumu dēļ.
Mēnesi vēlāk profesors Nakauči saņēma Japānas valdības atļauju cilvēka šūnas saturoša dzīvnieku embrija transplantācijai surogātmātes – grauzēja dzemdē.
Biologi plāno ievietot cilvēka šūnas peles embrijā, pēc tam transplantēt to pieaugušai mātītei un ļaut attīstīties 14,5 diennaktis pēc apaugļošanas. Tāpat pētnieki vēlas veikt tamlīdzīgus izmēģinājumus ar žurkām (embriji pavadīs dzemdē 15,5 diennaktis) un cūkām. Zinātnieki sola: ja embrija smadzenēs cilvēka šūnu apjoms pārsniegs 30%, eksperiments tiks pārtraukts. Tātad no puscilvēku-puspeļu vai puscūku parādīšanās nav jābīstas.
Apiet aizliegumus
Solkas Bioloģisko pētījumu institūta un Mursijas Katoļu universitātes speciālisti tamlīdzīgas saistības neuzņemas, lai arī, saskaņā ar avīzes El País sniegto informāciju, jau ir izaudzējuši pirmo pērtiķa himēru ar cilvēka šūnām. Šim nolūkam biologiem nācās iesaistīt darbā kolēģus no Ķīnas – valsts, kuras normatīvie akti ir "visiecietīgākie" pret eksperimentiem ar cilvēka šūnām un embrijiem. Avīzes dati liecina, ka cilvēka un pērtiķa himēra radīta kādā zinātniskā laboratorijā ĶTR.
Eksperimentā iesaistītā pētniece Estrela Nunjesa pastāstīja žurnālistiem, ka pērtiķa embriji ar cilvēka šūnām attīstījušies normāli, taču tika likvidēti ētisku apsvērumu dēļ. Tiesa, viņa nenorādīja, kad tieši tas noticis.
"Gala mērķis ir radīt transplantācijai piemērotu cilvēka orgānu, taču zinātniekus ļoti interesē arī pats ceļš pretī mērķim," Nunjesas teikto citēja El País.
Oļegs Gusevs atklāja, ka tamlīdzīgā zinātniskajā darbā nav nekādu īpašu ētisko grūtību.
"Jau sen pastāv veseli eksperimentālie modeļi onkoloģijā – cilvēka audzējs tiek izaudzēts peļu organismā, lai pētītu mikroielenkuma efektu. Šādus modeļus dēvē par ksenograftiem. Manuprāt, tās ir ļoti tuvas lietas. Ar "dzīvnieku–surogātmāti" japāņi mēģinās izaudzēt no cilvēku embrijiem kaut ko tuvu orgānu ziņā. Tas ir, viņi ņems šūnas, kuru programma jau ir noteikta (iekšējā orgāna formēšana – red.) un paskatīsies, kas ar tām notiks dzīvnieka organismā. Protams, neviens neplāno radīt nekādus "peles un cilvēka" vai pērtiķa un cilvēka hibrīdus. Drīzāk runa ir par orgānu izaudzēšanu un par šīs idejas perspektīvu izmēģinājumiem. Kas attiecas uz Krievijas panākumiem šajā jomā, jāsaka, ka virkne kolēģu strādā ar ksenograftierm (arī laboratorijas Kazaņas Federālajā universitātē), taču onkoloģisko pētījumu jomā. Šķiet, vispārējās attīstības bioloģijas aspektā tamlīdzīgu projektu nav," paskaidroja zinātnieks.