Pro starověké Řekové byla chiméra zlověstnou bytostí - lví část, část koza a část had. První chiméra, kterou Juan Carlos Ispisua Belmonte vytvořil v roce 1992, byla mnohem méně děsivá: sestávala z myší embryonální končetiny naroubované na křídlo kuřecího embrya. V té době byl Belmonte mladý vědec pracující v laboratoři v německém Heidelbergu. Fascinovali ho tajemství genové exprese - biologické signály, které řídí vývoj zvířat - a pouhý potenciál embryonálních buněk.
Vezměte libovolného obratlovce: kuře, prase, člověk. V dospělosti se ukázalo, že se jedná o úplně jiné organismy, ale začínají téměř stejnou věcí. Belmonte začal přemýšlet: jestli noha myši může zakořenit na kuřecím křídle, co jiného by bylo možné? Jak jinak mohou vědci změnit signály, které určují, co se stvoření stane?
Je možné pěstovat další z jednoho stvoření?
Zájem Belmonte o flexibilitu embryí byl v jistém smyslu osobní. Jako dítě chudých, špatně vzdělaných rodičů ve venkovském jižním Španělsku byl nucen několik let opustit školu, aby podporoval svou rodinu tím, že pracoval na farmě. Teprve v období dospívání se vrátil do třídy - a od té chvíle se rychle přestěhoval z filozofie (Nietzsche a Schopenhauer byli jeho oblíbenci) do farmakologie a genetiky.
Do roku 2012 se Belmonte stal jedním z předních biologů na světě, pracoval ve své vlastní laboratoři v Salk Institute v La Jolla v Kalifornii a další ve své rodné Španělsku. Stejně jako jeho kolegové z celého světa přemýšlel, jak používat výkonný nový nástroj v arzenálu disciplíny - platformu pro editaci genů CRISPR-Cas9. Poté, co se objevila první seriózní práce na CRISPR, Belmonte rychle našel cíl. Jen ve Spojených státech je v kterémkoli daném okamžiku na čekací listině pro transplantaci orgánů asi 100 000 lidí a každý rok zemře kvůli nedostatku dárců asi 8 000 z nich. Podle Belmonte by mohlo být řešením CRISPR a chiméry. Doufal, že použije novou techniku úpravy genů pro přeměnu těl skotu na inkubátory pro lidská srdce, ledviny, játra a plíce.
Hledání Belmonte začalo studiemi na myších. Pomocí CRISPR odstranil on a jeho tým geny, které zvířatům umožnily růst více orgánů, včetně očí, srdce a slinivky břišní. Salkovi vědci místo toho, aby umožnili vývoj těchto změněných myších embryí samy o sobě, injektovali do směsi některé kmenové buňky potkana. Pak potkaní buňky nahradily chybějící orgány a zvířata žila normální život myši. Do roku 2017 se Belmonte a jeho kolegové přesunuli k větším tématům. Injektovali lidské kmenové buňky do 1 500 běžných embryí prasat a poté je implantovali do prasnic. Během asi 20 dnů se někteří z nich proměnili v chiméry mužských prasat. Byl to skromný úspěch. Embrya byla více prasečí než lidská: pro 100 000 prasečích buněk byl 1 člověk. Experiment byl však úspěšný: šlo o první chimérická embrya vytvořená fúzí dvou velkých vzdáleně příbuzných druhů.
Propagační video:
Stejně jako u myší a potkanů plánuje Belmonte použít CRISPR k zastavení touhy prasete vytvořit si vlastní orgány a poté vyplnit mezeru lidskými buňkami. Ale druhý krok - přimět lidské buňky k zakořenění u prasat rychleji - se ukázalo zatraceně obtížné. "Výkon myších potkanů je velmi dobrý." Účinnost prasete není příliš vysoká. Tohle je ten problém. " V dnešní době Belmonteova laboratoř prochází složitým procesem pokusů a omylů - vědci testují, jak různé buňky zvířat a lidí vzájemně reagují, v naději, že uplatní výsledky na chiméry prasat a lidí. Podle vědců je však i tento pečlivý proces podle standardů předchozích let velmi rychlý. Při tradičních metodách by to trvalo „stovky let“. Ale díky CRISPR dokážeme velmi rychle sbírat mnoho genů a modifikovat je.
Pokud CRISPR pomohl Belmonte v jeho ambicích, poslal ho také do jednoho z nejpevnějších etických oborů vědy. Starověcí lidé považovali chiméry za špatné znamení a moderní lidé na ně pohlížejí stejným způsobem - zejména když se hranice mezi člověkem a zvířetem rozmazává. Prezident USA George W. Bush ve svém projevu v roce 2006 nazval vytvoření takových hybridů jedním z „nejzávažnějších případů zneužívání lékařského výzkumu“. V roce 2015 se Belmonte dozvěděl, že byl nominován na Pioneer Award, jeden z nejprestižnějších a nejštědřejších grantů Národních institutů zdraví. Pak se ukázalo, že práce na této lince byla pozastavena - kvůli jeho práci s chiméry. Ve stejném roce NIH pozastavila federální financování jakéhokoli výzkumu implantace lidských kmenových buněk do zvířecích embryí.citovat potřebu přemýšlet o etických otázkách. O rok později bylo moratorium slíbeno, že bude zrušeno, ale zatím není k dispozici žádné financování. Belmonte nakonec získal cenu Pioneer Award, většinu experimentů s prasaty však provedl ve Španělsku na vlastní náklady.
John de Vaux, ředitel oddělení buněčného a tkáňového inženýrství ve Fakultní nemocnici Montpellier ve Francii, snadno představuje nejhorší scénáře týkající se chimér prasat. Například, pokud příliš mnoho lidských buněk vstoupí do mozku prasete, pak by zvíře mohlo teoreticky vyvinout nové typy vědomí a inteligence. (V roce 2013 vědci z Rochesteru v New Yorku vstříkli myši do lidských mozkových buněk - a myši byly chytřejší než jejich vrstevníci.) "Bylo by hrozné představit si formu lidského vědomí uvězněného v těle zvířete," říká de Vaux. Co kdyby vědci neúmyslně vytvořili prase, které by mohlo mít smysl pro své vlastní utrpení se smyslem pro morální nespravedlnost? I kdybyste mohli zabít zvíře, abyste mohli sklízet jeho orgány, což by mnozí aktivisté v oblasti dobrých životních podmínek zvířat nesporně nesouhlasilibylo by monstrózní zabít stvoření s humanoidním intelektem, aby se odstranila jeho slinivka.
Belmonte nabízí přímé řešení tohoto problému: je potřeba více CRISPR. Vědci by mohli pomocí genové úpravy zabránit lidským buňkám v kolonizaci mozků prasat. Takové intervence mohou zabránit tomu, aby lidská DNA vstoupila do linie zárodečných prasat, aby nebyla přenesena na budoucí lidská selata. To je další scénář, který způsobuje zamračení bioetiky. "V laboratoři jsou technologie, které by nám mohly pomoci vyhnout se těmto etickým problémům," říká Belmonte.
Výzkum Chimery je jednou z velkých linií výzkumu v laboratoři 58letého Belmonte pomocí CRISPR. On a jeho tým také provádějí mnoho experimentů v epigenetickém střihu, což je varianta CRISPR, která moduluje genovou expresi spíše než rozbíjení samotné sekvence DNA. Díky tomu se příznaky diabetu, onemocnění ledvin a svalové dystrofie u myší úplně zvrátí. Můžeme říci, že vědci se snaží překonat stárnutí samo.
"Posouvá hranice toho, co v současné době dokážeme," říká Pablo Juan Ross, profesor zoologie na Kalifornské univerzitě v Davisu, který ve své vlastní laboratoři experimentuje s chimérami na prasatech a ovcích. Oba vědci mají zájem o prokázání hodnoty genové editace a tvorby chiméry. Ross vsadil, že nemůžeme opustit technologii, která nám umožní pěstovat orgány u zvířat, aniž bychom čekali, až zemře při dalším autonehodě další teenager.
Ale Belmonte nečeká na spěch, navzdory své netrpělivosti. Během prvního trimestru se rozhodl zničit první zárodky embryonálních chimérických prasat, aniž by čekal, až se vyvinou v něco eticky složitějšího - navzdory skutečnosti, že ve Španělsku, kde byla chována, by pravidla umožnila Belmonte zabíjet zvířata kdykoli. A má na pozoru před editací genů u lidí. "Musíme se naučit mnohem více, než začneme používat CRISPR u lidí," říká. "Ještě bych se ho neodvážil vzít mimo laboratoř."
Pokrok by neměl být jen ve vědě. Musí existovat také důkladná debata o genové editaci - a musí existovat hlas nejen mezi vědci, ale také mezi lékaři, veřejností a vládou. De Vaux souhlasí: „Einstein provedl základní výzkum ve fyzice. Ale na národní úrovni bylo rozhodnuto použít tyto výsledky na bombardování Hirošimy - ne na úrovni vědců. ““
Belmonte pevně věří, že dnes vědci na pokraji vyléčení nemoci, zvrácení stárnutí a záchrany životů s dospělými orgány. Může to změnit náš vlastní vývoj, naše vlastní druhy.
Souhlasíte s ním?
Ilya Khel