Coltivare organi umani nei suini. Che cosa potrebbe andare storto?

Per gli antichi greci la chimera era inquietante creatura — parzialmente leone, parzialmente capra e parzialmente serpente. La prima chimera, che Juan Carlos Исписуа Belmonte creato nel 1992 è stata notevolmente meno terribile: era composto da un embrionale arti del mouse, innestati su un ala di embrione di pollo. In quel momento Belmonte è un giovane scienziato che lavora in un laboratorio a Heidelberg, . Era affascinato dai misteri dell'espressione genica — segnali biologici che determinano lo sviluppo di un animale — e pulito potenziale di cellule embrionali.

Prendete qualsiasi vertebrato: pollo, maiale, uomo. Nell'età adulta sono completamente diversi organismi, ma cominciano con quasi la stessa cosa. Belmonte cominciato a pensare: se scricciolo piedino può stabilirsi su pollo ala, che può ancora essere possibile? Come ancora gli scienziati possono cambiare i segnali che determinano quale sarà la creatura?

se si Può crescere da una creatura altro?

L'Interesse di Belmonte alla flessibilità degli embrioni è stato, in un certo senso, personale. Come un bambino povero, neanche i genitori in campagna, nel sud della Spagna, è stato costretto a un paio di anni lasciato la scuola per aiutare la famiglia, lavorando in una fattoria. E solo in età adolescenziale è tornato in classe — e da quel momento è rapidamente passato dalla filosofia (preferiti erano Nietzsche e Schopenhauer) alla farmacologia e genetica.

Al 2012 Belmonte è diventato uno dei piu ' importanti biologi, lavorando in un laboratorio presso l'Istituto Salk institute di La Холье, California, e in un altro nella sua nativa Spagna. Come i suoi colleghi in tutto il mondo, ha riflettuto su come utilizzare il nuovo e potente strumento nell'arsenale di questa disciplina — piattaforma di modifica dei geni CRISPR-Cas9. Dopo i primi importanti lavori di CRISPR, Belmonte trovato subito l'obiettivo. Solo negli stati UNITI circa 100 000 persone sono in lista per il trapianto di organi in qualsiasi momento, e circa 8000 di loro muoiono ogni anno a causa della mancanza di donatori. Secondo Belmonte, CRISPR e chimere possono essere la soluzione. Sperava di utilizzare una nuova tecnica di modifica dei geni, per trasformare il corpo grosso bestiame in incubatrici per cuori umani, reni, fegato e polmoni.

Ricerca di Belmonte è iniziato con una ricerca sui topi. Utilizzando CRISPR, lui e il suo team hanno cancellato i geni, che hanno permesso agli animali di crescere diversi organi, tra cui gli occhi, il cuore e pancreas. Invece di lasciare che questa variabile suoi embrioni del mouse sviluppare autonomamente, scienziati del Salk institute hanno introdotto nella miscela di alcune cellule staminali ratti. Quindi, le cellule di topi sostituito organi mancanti e gli animali hanno vissuto normale mouse vita. Entro il 2017 Belmonte e i suoi colleghi sono passati più grandi soggetti. Hanno introdotto le cellule staminali umane 1500 suoi embrioni normali maiali, poi impiantato questi embrioni свиноматкам. Per circa 20 giorni alcuni di loro si sono trasformati in chimere uomo-maiali. Questo è stato un modesto successo. Gli embrioni sono stati in misura maggiore di maiale, piuttosto che umane: 100 000 suini è stata 1 umana. Ma l'esperimento è stato un successo: sono stati i primi embrioni chimerici, creati dalla fusione di due grandi, a distanza correlati genere.

Come è il caso con i topi e i ratti, Belmonte prevede di utilizzare CRISPR per disattivare il desiderio di maiale creare i propri organi, e quindi riempire il vuoto le cellule umane. Ma il secondo passo — forzare le cellule umane stabilirsi nei suini con più alta velocità — è stato dannatamente difficile. «L'efficienza мыше-ratti è molto buono. L'efficacia di un uomo-maiale non è particolarmente alto. Questo è il problema». Oggi nel laboratorio di Belmonte si svolge un complesso processo di tentativi ed errori — gli scienziati esaminano come le diverse cellule animali ed esseri umani interagiscono tra di loro, nella speranza di applicare le informazioni ottenute a химерам maiali e gli esseri umani. Ma anche questo laborioso processo, secondo gli scienziati, per gli standard degli anni precedenti avviene molto rapidamente. Con i metodi tradizionali di loro avrebbe bisogno di «centinaia di anni». Ma grazie CRISPR possiamo molto rapidamente raccogliere un gran numero di geni e modificare il loro.

Se CRISPR ha contribuito a Belmonte nelle sue ambizioni, ha anche inviato all'indirizzo di uno dei più тернистых etici aree della scienza. Gli antichi credevano chimere un cattivo presagio, e le persone si riferiscono a loro allo stesso modo — soprattutto quando il confine tra uomo e animale è eroso. Nel suo discorso 2006, il presidente degli stati UNITI George Bush ha definito la creazione di tali ibridi uno dei «più eclatanti di abuso nella ricerca medica». Nel 2015 Belmonte appreso che pretende di Pioneer Award, uno dei più prestigiosi e generose borse di studio dell'istituto Nazionale di sanità. Poi si è scoperto che su questa linea il lavoro sospeso — a causa del suo lavoro con chimere. Nello stesso anno il FONDO ha sospeso il finanziamento federale tutte le ricerche dedicate all'introduzione di cellule staminali umane in embrioni di animali, citando la necessità di pensare a problemi etici. Un anno dopo la moratoria ha promesso di annullare, tuttavia, fino a che non ci sono finanziamenti. Belmonte alla fine ha ricevuto il Pioneer Award, tuttavia, la maggior parte degli esperimenti con i maiali in Spagna condotto per conto proprio.

John de Durante, direttore del dipartimento di biologia cellulare e ingegneria tissutale presso l'ospedale Universitario di Montpellier in Francia, è facilmente scenari peggiori, con la partecipazione di maiale chimere. Ad esempio, se troppo cellule umane entra nel cervello di maiale, animale teoricamente in grado di sviluppare nuovi tipi di coscienza edella mente. (Nel 2013 gli scienziati di Rochester, nello stato di New York, hanno introdotto i topi le cellule del cervello umano e del mouse sono stati più intelligenti dei loro coetanei). «Sarebbe terribile presentare il modulo della coscienza umana, chiuso in un corpo di un animale», dice de Durante. Che, se gli scienziati hanno involontariamente creeranno un maiale, capace di comprendere le proprie sofferenze, con un senso morale ingiustizia? Anche se si potesse uccidere un animale per recuperare i suoi organi, con cui non sono d'accordo molti attivisti per i diritti degli animali, senza dubbio, sarebbe mostruoso uccidere una creatura umanoide con intelligenza, per togliergli il pancreas.

Belmonte offre direttamente la soluzione a questo problema: hanno bisogno di più CRISPR. Utilizzando la modifica dei geni, secondo lui, gli scienziati saranno in grado di prevenire la colonizzazione del cervello del maiale le cellule umane. Tali interventi possono interferire con il DNA umano penetrare nella linea cellulare embrionale maiale — per lei non è passata futuro поросято-persone. Questo è un altro scenario, che ti fa биоэтиков pucker. «Nel laboratorio di una tecnologia che potrebbe aiutare a evitare questi problemi etici», dice Belmonte.

La Ricerca delle chimere è solo una delle grandi destinazioni, che sono stati sviluppati nel laboratorio di 58 anni, di Belmonte utilizzando CRISPR. Lui e la sua squadra anche spendere un sacco di esperimenti per эпигенетическому modifica — variazioni CRISPR, che modula l'espressione dei geni, e non rompe la sequenza di DNA. Grazie a questo, si rivolgono completamente i sintomi del diabete, malattie renali e la distrofia muscolare nei topi. Si può dire, gli scienziati stanno cercando di superare sé l'invecchiamento.

«spinge i confini di ciò che siamo capaci di fare in questo momento», dice Juan Pablo Ross, professore di zoologia presso l'università della California a Davis, che conduce esperimenti con chimere sui maiali e pecore nel suo laboratorio. Entrambi gli studiosi interessati a dimostrare il valore di modifica dei geni e la creazione di chimere. Ross sta scommettendo sul fatto che non possiamo rinunciare a delle tecnologie che ci permetteranno di far crescere organi negli animali, non aspettare fino a quando un altro ragazzo muore in un incidente d'auto.

Ma Belmonte non ha fretta, nonostante la propria impazienza. Ha deciso di distruggere i primi frutti embrionali chimerici maiali durante il primo trimestre, non aspettare fino a quando fioriscono in qualcosa di più eticamente difficile — nonostante il fatto che in Spagna, dove sono stati coltivati, le regole permetterebbero di Belmonte uccidere gli animali in qualsiasi momento. E lui gentilmente si riferisce alla modifica dei geni negli esseri umani. «Abbiamo bisogno di imparare molto di più, prima di utilizzare CRISPR sulla gente», dice. «Non ho ancora deciso di portarlo al di fuori del laboratorio».

Il Progresso deve essere non solo nella scienza. Devono inoltre essere approfondite dibattito sul tema la modifica dei geni — e la voce deve essere non solo gli scienziati, ma anche i medici, del pubblico e del governo. De Nel d'accordo: «Einstein ha trascorso la ricerca di base nel campo della fisica. Ma a livello nazionale si è deciso di applicare questi risultati per il bombardamento di Hiroshima — non a livello di studiosi».

Belmonte fermamente convinto che oggi gli scienziati si trovano sulla soglia di curare le malattie, invertire l'invecchiamento e la salvezza di vite con l'aiuto coltivati organi. Questo può cambiare la nostra evoluzione, la nostra vista.

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