Dne 4. srpna 2016 americké národní zdravotnické ústavy (NIH) oznámily, že chystají zrušit moratorium na vytváření chimér. Hovoříme o eticky kontroverzních experimentech, ve kterých jsou lidské kmenové buňky vkládány do zvířecích embryí - v důsledku toho se vytvářejí organismy, které kombinují zvířecí a lidské rysy. Vědci jim říkají chiméry.
Ve starověkém Řecku se chiméry nazývaly mytologickými příšerami s hlavou a krkem lva, tělem kozy a ocasem hada. Stejné chiméry jsou organismy s geneticky odlišným materiálem. Mohly by sloužit jako vhodné biologické modely pro studium různých chorob, například rakoviny nebo neurodegenerativních syndromů, a mohly by se stát zdrojem orgánů pro transplantaci.
Jakmile se však experimentální biologie přiblíží vědecké fantastice, veřejnost se obává, že by to mohlo vést k nezamýšleným důsledkům.
Při vytváření chimér se používají kmenové buňky s pluripotenčními vlastnostmi. Jinými slovy, jsou schopni transformovat se do všech buněk lidského embrya. Buňky jsou zavedeny do embryonálních tkání modelových organismů (myši, krysy, opice, prasata a jiná zvířata) ve velmi raných stádiích, po kterých se embryo může dále vyvíjet.
V září 2015 NIH vyjádřil znepokojení, že pokud by se kmenové buňky vstříkly do mozku myší, výsledkem by mohli být hlodavci se změněnými kognitivními schopnostmi - to jsou zvířata s „superintelligence“. NIH, která uděluje granty na biomedicínský výzkum, se proto rozhodla pozastavit financování experimentů s chimérami, dokud jejich odborníci nezkoumají etický problém.
Nicméně některé výzkumné skupiny ve Spojených státech již byly zaneprázdněny vytvářením chimér. MIT Technology Review uvádí, že v roce 2015 došlo k asi 20 pokusům o produkci chimér prasat a ovcí. Bohužel zatím nebyla publikována ani jedna vědecká práce a nebyly zaznamenány žádné zprávy o úspěšné produkci zvířat s lidskými tkáněmi.
Zleva doprava: normální myš, myš s klecemi na krysy, krysa s myšími klecemi, normální krysa
Propagační video:
Pokusy s chimérickými organismy kombinují jak genetické inženýrství, tak biologii kmenových buněk. Nestačí jen zavést pluripotentní buňky do embrya zvířete, protože v tomto případě lze získat organismus s katastrofickými vývojovými poruchami. Vědci obvykle vypínají geny v embryích, takže nemohou vytvářet specifické tkáně. V tomto případě přebírají kmenové buňky úkol vytvořit chybějící orgán, který se neliší od člověka, a je tak vhodný pro transplantaci.
Podle kardiologa Daniela Garryho byly první testy této metody provedeny v jeho laboratoři. Vědci navrhli prasata, kterým chyběly kosterní svaly a krevní cévy. Taková zvířata by nebyla životaschopná, ale vědci přidali kmenové buňky k embryím z jiného embrya prasete.
Výsledky zapůsobily na americkou armádu natolik, že daly Harrymu grant ve výši 1,4 milionu dolarů na růst lidských srdcí u prasat. Vědec bude pokračovat ve svém výzkumu i přes moratorium NIH a byl jedním z 11 autorů, kteří zveřejnili dopis kritizující rozhodnutí biomedicínského centra.
Vědci tvrdili, že moratorium NIH představuje hrozbu pro rozvoj biologie kmenových buněk, vývojové biologie a regenerativní medicíny a ptali se, zda kmenové buňky mohou produkovat vysoce inteligentní, humanizované zvíře. Zejména poukázali na to, že experimenty xenotransplantace, při nichž jsou do mozků myší implantovány lidské nervové buňky, nevedly k příliš inteligentním hlodavcům.
Lidské kmenové buňky (červené) v myších embryích ve stadiu blastocysty
Někteří vědci pracující na chiméře jako prevenci nedovolují, aby se jejich výtvory narodily. Embryologové studují embrya, aby získali informace o přínosu lidských kmenových buněk k vývoji plodu.
Přesto, že to některé laboratoře hrají bezpečně, chimérická zvířata již existují - například myši, vybavené lidským imunitním systémem. Tato zvířata jsou vytvářena zavedením jaterních a brzlích buněk z potratených lidských embryí do těla již narozených hlodavců.
Největší zájem vědců je o vytvoření chimér ve stadiu blastocysty, kdy je plodem míč sestávající z několika desítek buněk. Tato metoda se nazývá komplementace embryí.
V roce 2010 se vědcům v Japonsku podařilo vytvořit myši, jejichž slinivka byla zcela složena z krysích buněk. Hiromitsu Nakauchi, hlavní autor práce, se později rozhodl vytvořit „lidské prase“, pro které se musel přestěhovat do Spojených států, protože vědecké výbory v Japonsku takové experimenty neschvalují.
Vědec nyní pracuje na Stanfordské univerzitě na grantu Kalifornského institutu regenerativní medicíny. Většina pluripotentních buněk injikovaných do embryí ve své laboratoři je vyrobena z vlastní krve, řekl, protože byrokratické bariéry brání náboru dobrovolníků vně.
Většina lidí, kteří slyší slovo „chiméra“, si představuje příšery vytvořené šílenými vědci. Vědci musí prokázat, že lidské buňky se mohou ve zvířatech množit a tvořit úplné a zdravé orgány. Myši a krysy jsou geneticky velmi blízké, takže vytvoření chimér v tomto případě není problém. V případě lidí a prasat, jejichž společný předek žil před 90 miliony let, se věci mohou lišit.
Vědci již testují komplementaci embryí prasat s lidskými kmenovými buňkami, ale výzkum začal až po schválení tří bioetických komisí. Stanfordská univerzita, která provádí výzkum, má omezený čas na vývoj embryí na 28 dní (selata se rodí 114 dní). Přesto bude plod dostatečně vyvinut, aby byl schopen určit, jak dobře se vytvářejí orgánové pupeny.
Minulý týden NIH navrhla nahradit moratorium dalšími odbornými znalostmi, které má provádět výbor etikářů a odborníků na dobré životní podmínky zvířat. Zohlední faktory, jako je typ lidských buněk, jejich umístění v embryu a možné změny v chování a vzhledu zvířete. Zjištění odborníků pomůže NIH rozhodnout, zda má přezkoumaný projekt smysl pro financování.