Pokusy moderních vědců o vytvoření zvířat s lidskými orgány předcházelo mnoho let výzkumu, a právě o těchto plánech se začnou provádět. Odpůrci takových experimentů se však obávají etické stránky problému, poznamenává publicista BBC Earth.
V románu sci-fi H. G. Wellse, „Ostrov dr. Moreaua“, protagonista Edward Prandick, který byl vržen ztroskotáním na pobřeží ostrova, narazil na ženu a dva muže dřepící poblíž padlého stromu v lesní mýtině.
Všechny tři jsou úplně nahé, s výjimkou hadrů omotaných kolem stehen.
Prendick upozorňuje na jejich „tlusté tváře“, kterým „chyběla brada, jejich čela vyčnívala dopředu a jejich hlavy byly pokryty řídkými chlupy.“Poznamenává: „Nikdy předtím jsem se s takovými stvořeními nestretl.“
Když se Prendick přiblíží k domorodcům, snaží se s ním promluvit, ale jejich řeč zní velmi rychle a nejasně; zavrtí hlavou a kývnou ze strany na stranu a nesou, jak se zdálo hrdinovi, „nějaké neuvěřitelné nesmysly“.
Navzdory částečně zahalené nahotě a zdánlivě lidskému vzhledu divochů v nich Prendick chytí nepopiratelnou „podobnost s prasaty“a jejich chování se zdá být „poznamenáno pečetí něčeho zvířete“.
Jednou v noci, náhodou vešel do operačního sálu Dr. Moreaua, Prendick zjistí, o co jde: vědec promění zvířata na lidi, mění jejich tělo a mozek podle jeho vlastního obrazu a podoby.
Přes veškeré úsilí však lékař nedokáže zbavit své výtvory projevů svých základních instinktů.
Propagační video:
Nestabilní společnost, kterou vytvořil, brzy spotřebuje anarchie, která vede k Moreauově smrti.
Uplynulo 120 let od doby, kdy román poprvé viděl denní světlo, a dnešní titulky mohou vyvolat dojem, že jsme nebezpečně blízko k Wellsově dystopické perspektivě.
„Frankensteinští vědci pracují na vytvoření chiméry, která je křížem mezi člověkem a zvířetem,“vykřikl jeden z titulků v britské Daily Mail v květnu 2016.
"Věda se snaží prolomit bariéru mezi lidmi a zvířecí říší," uvedl článek Washington Times zveřejněný o dva měsíce později. Autor článku tvrdil, že inteligentní zvířata by se brzy z laboratoří osvobodila.
Důvodem vzrušení byly plány vědců na implantaci lidských kmenových buněk do živočišných embryí za účelem pěstování jednotlivých lidských orgánů k transplantaci u pacientů, kteří potřebují transplantaci.
Očekává se, že tato technologie zkrátí čekací dobu na operaci a sníží riziko odmítnutí orgánových transplantátů.
Těmto odvážným a nejednoznačným plánům předcházelo více než tři desetiletí vědeckého výzkumu. Experimenty pomohly vědcům odhalit některá základní tajemství, prozkoumat povahu mezidruhových rozdílů a zjistit, jak se shluk buněk v lůně matky stává živým organismem.
Vzhledem k perspektivám financování takových projektů se lidstvo v této oblasti rychle přibližuje k důležitému milníku.
"Tato oblast znalostí se vyvíjí velmi rychle," řekla vědkyně Janet Rossant z University of Toronto, která propagovala studium chimér. "Naše chápání biologie dosáhne nové úrovně."
Ale pouze za podmínky, že nejprve vyřešíme řadu obtížných etických problémů spojených s naší představou, co to znamená být člověkem.
Po mnoho tisíciletí byly chiméry pouze postavami v mýtech a legendách.
Biologický termín je vypůjčen od starověké řecké mytologie: Homer popsal chiméru jako podivné stvoření s hlavou a krkem lva, tělem kozy a hadím ocasem. Podle legendy bylo toto nesmrtelné oheň dýchající stvoření nalezeno v zemi Lycia, která se nachází v Malé Asii (poloostrov v západní Asii, část území moderního Turecka - Ed.).
Vědecké vymezení chiméry je méně barevné. Tento termín se používá k popisu jakéhokoli organismu tvořeného geneticky odlišnými buňkami.
Chimerismus se vyskytuje v přírodě, zejména v důsledku fúze dvou embryí brzy po početí a může vést k překvapivým výsledkům.
Vezměme například bilaterální (dvoustranné) gynandromorfy, ve kterých jedna strana těla má vlastnosti muže a druhá žena. Taková stvoření jsou v podstatě výsledkem sloučení dvou bratrských dvojčat.
Pokud je zbarvení jedinců různého pohlaví velmi odlišné, jako je tomu u mnoha druhů ptáků a hmyzu, může být výsledek velmi neobvyklý a působivý.
Například v červeném kardinálu vede bilaterální gynandromorfismus k jasně červenému peří „mužské“strany a šedé peří „samice“.
Mnohem častěji se však buňky různých embryí mísí v náhodných kombinacích, což vede k jemnějším změnám v celém organismu.
Takové chiméry vypadají a chovají se přesně jako ostatní jedinci daného druhu.
Existuje šance, že vy sami jste chiméra, protože vědecké studie ukazují, že nejméně 8% neidentických dvojčat absorbuje buňky od svých sourozenců během embryonálního vývoje.
Přes skutečnost, že zvířata jako ta popsaná v řeckých mýtech v přírodě neexistují, to nebrání vědcům, aby se pokusili vytvořit v laboratoři své vlastní chiméry.
Janet Rossant byla jedním z prvních vědců, kteří to udělali.
V roce 1980, když pracovala na kanadské Brock University, zveřejnila v Science výsledky experimentu, ve kterém byla chiméra pěstována z genetického materiálu dvou různých typů myší: laboratorní albínové myši, poddruhu domácí myši (Mus musculus) a divoká myš Ryukyu (Mus caroli), která žije v několika asijských zemích.
Předchozí pokusy o rozmnožování mezidruhových hybridních tvorů často selhaly. Embrya se buď nepřipojila ke stěně dělohy vůbec, nebo se ukázalo, že jsou nedostatečně vyvinuté, a potom se případ nejčastěji skončil potratem.
Rossantova metoda spočívala v komplexním chirurgickém zákroku přibližně čtyři dny po početí.
Do této doby se oplodněné vajíčko změnilo na blastocystu - sraženinu vnitřní buněčné hmoty obklopené ochrannou vrstvou zvanou trofoblast, která se později stala placentou.
Rossant a kolega William Frels vstříkli vnitřní buněčnou hmotu odebranou z blastocysty myši Ryukyu do laboratorního myšího vajíčka.
Protože trofoblast v blastocystě hostitelské myši nebyl během operace poškozen, DNA formující placenty stále odpovídala DNA matky. Výsledkem bylo, že embryo úspěšně ulpělo na stěně dělohy.
Vědci museli čekat pouze 18 dní a pozorovat průběh těhotenství.
Experiment byl překvapivě úspěšný: ze 48 novorozených myší bylo 38 chimér, obsahujících genetický materiál obou typů myší.
"Ukázali jsme, že je možné překročit mezidruhovou bariéru," říká Rossant. Chimérismus se jasně projevil v barvě myší: střídavé skvrny bílých a načervenalých vlasů.
I z hlediska temperamentu se tyto chiméry výrazně lišily od rodičů.
"Máme velmi podivnou směs postav," říká Rossant. "Ryukyu myši jsou velmi neklidné: aby neutekly, musíte je položit na dno kbelíku a po nasazení kožených rukavic byste je měli vzít s kleštěmi."
Laboratorní myši jsou mnohem tišší. "Chování našich chimér bylo něco mezi tím," poznamenává výzkumník.
Podle Rossanta mohou takové experimenty na dnešní úrovni vývoje neurovědy pomoci zkoumat chování různých druhů.
"Mohli byste porovnat rozdíly v chování, se kterými části mozku chiméry obsahují dva různé typy buněk," říká. "Považuji tuto oblast výzkumu za velmi zajímavou."
Ve své rané práci použila Rossant své chiméry ke studiu vývoje organismů v děloze.
Studium genů stále ještě začalo a jasné rozdíly mezi těmito dvěma druhy pomohly vysledovat, jak jsou buňky distribuovány v těle chiméry.
Díky tomu vědci zjistili, z jakých prvků vnitřní buněčné hmoty vznikají určité orgány.
Vědci mohou také použít tento přístup ke studiu role určitých genů. Za tímto účelem může být v jednom z embryí uměle vytvořena genetická mutace, zatímco druhá bude použita jako kontrolní.
Studiem takto získané chiméry budou vědci schopni určit, které konkrétní tělesné funkce jsou ovlivněny určitými geny.
Rossantova metoda byla brzy přijata jinými vědci z celého světa. V jednom z experimentů bylo možné vytvořit chiméru z kozí a ovčí buňky.
Vzhled zvířete byl velmi neobvyklý: jeho kůže vypadala jako mozaika, propletená ovčí vlnou a hrubými vlasy, typická pro kozu.
Časopis času popsal chiméru jako „trik chovatele zoo: koza v angorském svetru.
Rossant také konzultoval řadu ohrožených projektů ochrany druhů: myšlenkou bylo implantovat embrya do dělohy domácích zvířat.
„Nevím, jak úspěšné byly tyto iniciativy, ale tento nápad je dodnes naživu,“říká.
Nyní se má použít Rossantova metoda v rámci projektu, který by teoreticky mohl otevřít novou stránku v regenerativní medicíně.
V posledních dvou desetiletích se vědci pokoušejí naučit, jak v laboratoři pěstovat nové orgány z kmenových buněk, které se mohou proměnit v tkáňové buňky jakéhokoli typu.
Předpokládá se, že tato strategie má obrovský potenciál pro rozvoj transplantologie.
„Problém je, že zatímco kmenové buňky jsou velmi podobné embryonálním buňkám, nejsou úplně stejné,“říká Juan Carlos Ispisua Belmonte z Ústavu biologického výzkumu J. Salk v La Jolla v Kalifornii.
Kmenové buňky dosud nejsou vhodné pro transplantaci.
Ispisua Belmonte a řada dalších vědců se domnívá, že řešení by mělo být nalezeno na farmách. Cílem vědců je vytvořit chimérská zvířata pro pěstování potřebných orgánů.
„Embryogeneze je v přírodě rozšířená a 99% jejích výsledků je pozitivních,“říká vědec. "Zatím nevíme, jak je znovu vytvořit v laboratoři, ale zvířata to dělají velmi dobře, tak proč pro nás nepůsobit přírodou?"
Na rozdíl od chiméry kozy a ovce, ve kterých byly buňky dvou různých druhů náhodně rozmístěny po celém těle, musí být v těchto chimérech cizí tkáně soustředěny do konkrétních orgánů.
Prostřednictvím genetických manipulací vědci očekávají, že „vyrazí“určité orgány z těla hostitele, umístí lidské buňky do prázdného prostoru a donutí je, aby vytvořily odpovídající orgány, ale již lidské, v požadované velikosti a tvaru.
„Zvíře se stane inkubátorem,“říká Pablo Juan Ross z Kalifornské univerzity v Davisu.
Je již známo, že je to teoreticky možné. V roce 2010 Hiromitsu Nakauchi z Stanfordské lékařské fakulty a jeho kolegové použili podobnou techniku k pěstování pankreatu potkana v myši.
Nyní nejvhodnějšími „inkubátory“pro lidské orgány jsou prasata, jejichž anatomická struktura je velmi podobná lidské struktuře.
Pokud tento plán funguje, pomůže vyřešit mnoho stávajících problémů při transplantaci.
"Průměrná doba čekání na transplantaci ledvin je nyní asi tři roky," vysvětluje Rossová. Současně by bylo možné pěstovat požadovaný orgán na objednávku v těle prasete za pouhých pět měsíců.
"To je další výhoda používání prasat jako nosičů: rostou velmi rychle," vysvětluje vědec.
Mezidruhové chiméry mohou najít uplatnění ve farmakologii.
Při testování nových druhů drog na zvířatech jsou výsledky často úspěšné, ale když lidé používají stejné drogy, vznikají neočekávané a nežádoucí následky. "Výsledkem je ztráta času a peněz," zdůrazňuje Ispisua Belmonte.
Představme si vyhlídky na navrhovanou metodu pomocí příkladu nového léku na onemocnění jater.
"Pokud jsme umístili lidské buňky do jater prasete, pak v prvním roce práce na vytvoření léku bychom mohli určit, zda je potenciálně toxický pro lidské tělo," poznamenává vědec.
Rossant souhlasí s tím, že tato metoda má velký potenciál, ale zdůrazňuje, že vědci stále musí vykonat seriózní práci: „Oceňuji odvahu těch, kteří se odvážili pracovat na tomto úkolu. Je to proveditelné, ale musím uznat, že vědci budou muset čelit velmi vážným potížím. “
Mnohé z nich jsou technické povahy.
Z pohledu evoluce se člověk liší od prasete mnohem více než krysa od myši.
Vědci ze zkušenosti vědí, že v takových případech se pravděpodobnost odmítnutí dárcovských buněk hostitelským tělem významně zvyšuje.
"Je nezbytné vytvořit zvláštní podmínky, aby lidské buňky přežily a rozdělily se [vepři]," říká Ispisua Belmonte.
To bude vyžadovat nalezení „primárního“, bezchybně čistého zdroje lidských kmenových buněk, které se mohou transformovat do jakékoli tkáně.
Kromě toho může být nezbytné geneticky modifikovat organismus hostitele, aby se snížila pravděpodobnost odmítnutí cizích buněk.
Hlavní překážkou, která brání výzkumu, jsou však dosud etické úvahy.
V roce 2015 zřídily Národní ústavy zdraví Ministerstva zdravotnictví USA moratorium na financování experimentů s cílem vytvořit chiméry u lidí a zvířat.
Je pravda, že bylo následně oznámeno, že zákaz lze zrušit - za předpokladu, že každý takový experiment bude před poskytnutím financování podroben dodatečnému hodnocení.
Mezitím Ispisua Belmonte obdržela návrh na grant ve výši 2,5 milionu dolarů pod podmínkou, že k vytvoření chiméry použije opičí buňky místo lidských buněk.
Největším problémem je hypotetická pravděpodobnost, že se lidské kmenové buňky dostanou do mozku prasete, což povede k vytvoření stvoření s některými schopnostmi a chováním spojenými s lidmi.
"Myslím, že tento scénář by měl být ve výzkumu zkoumán a podrobně diskutován," říká Rossant. Její chiméry přece jen ukázaly temperamentní rysy obou typů myší. Vytvořit lidské vědomí uvězněné v těle zvířete je noční můra hodná Wellsova pera.
Vědci rychle zdůrazňují, že mohou být přijata určitá opatření. "Injekcí buněk v určitém stadiu vývoje embrya se můžeme tomuto riziku vyhnout," říká Belmonte.
Jinou možnou cestou ven je naprogramování kmenových buněk na genetické úrovni na samodestrukci za určitých podmínek, aby se zabránilo jejich zavedení do nervové tkáně.
Ale tato rozhodnutí nejsou dostatečně přesvědčivá pro Stuarta Newmana, cytobiologa z New York College of Medicine, který se obával potenciálních důsledků takových experimentů od vytvoření chiméry kozích ovcí v 80. letech.
Newmanova starost není ani tak moderní plány vědců jako budoucnost, v níž by chiméry mohly postupně získávat stále více lidských charakteristik.
"Čím více lidí můžete do těchto hybridů přinést, tím zajímavější se stanou, jak vědecky, tak lékařsky," říká.
"Teď někdo může přísahat, že nikdy nevytvoří chiméry lidské podoby, ale nakonec zůstává latentní touha stále." V samotném tématu je něco, co vědce vybízí k tomu, aby se v tomto směru posunuli dále a dále. “
Řekněme, že vědci vytvořili chiméru pro výzkum nové drogy pro Alzheimerovu chorobu. Vědci mají zpočátku povolení vytvořit stvoření s mozkem, který je, řekněme, 20% člověka. Časem však mohou dojít k závěru, že k úplnému pochopení účinků léku je nutné zvýšit podíl lidského mozku na 30 nebo 40 procent.
Kromě toho Newman řekl, že aby výzkumník získal finanční prostředky, musí často deklarovat stále ambicióznější výzkumné cíle: „Není to tak, že by se vědci snažili vytvořit monstra … Výzkum je přirozený, vyvíjející se proces a sám se nezastaví.“
Stejně důležité je, že takové experimenty mohou otupit náš smysl pro lidstvo, Newman pokračuje: „Transformace naší kultury nám umožňuje překonat tyto hranice. V tomto případě je člověk považován za hmotný předmět. ““
Vědíme o existenci lidských chimér, možná nebudeme tak skeptičtí ohledně manipulace s lidskými geny, abychom mohli vytvořit děti „na objednávku“.
A Newman není sám ve svých obavách.
John Evans, sociolog na kalifornské univerzitě v San Diegu, poukazuje na to, že samotná diskuse o hybridech mezi lidmi a zvířaty se zaměřila na kognitivní schopnosti.
V této souvislosti můžeme dojít k závěru, že s takovými chiméry nelze zacházet jako s lidmi, pokud nemají lidské racionální myšlení nebo řeč.
Ale taková logika nás může vést dolů kluzkým svahem diskusí o tom, jak jednat se členy našeho vlastního druhu.
"Pokud společnost začne vnímat osobu jako soubor schopností, bude se svými vlastními členy zacházet s menší sadou těchto schopností jako s lidmi druhé třídy," varuje Evans.
Ispisua Belmonte věří, že mnoho z těchto obav, zejména těch, které se odrážejí v senzačních titulcích, jsou dosud neopodstatněné.
"Média a regulátoři si myslí, že začneme s růstem důležitých lidských orgánů u prasat téměř zítra." Toto je spekulace sci-fi. Jsme stále na samém začátku naší cesty. “
A jak píše časopis Nature, debata o etice takového výzkumu by neměla zahrnovat emoce.
Koncept mezidruhového chimerismu se může pro některé zdát odporný, ale utrpení lidí s nevyléčitelnými nemocemi není o nic méně hrozné. Morální a etické problémy nemůžete řešit pouze na základě instinktivních reakcí.
Ať už je konečné rozhodnutí jakékoli, je třeba mít na paměti, že jeho případné důsledky se neomezují pouze na vědeckou oblast.
"Způsob, jakým v této diskusi hovoříme o osobě, může neúmyslně změnit způsob, jakým se na sebe díváme," píše Evans.
Koneckonců, je to otázka toho, co definuje člověka, který leží v srdci Wellsova románu. Po návratu z ostrova Dr. Moreaua odchází Pendrick do důchodu v anglické provincii daleko od velkých měst a upřednostňuje lidskou komunikaci, aby pozoroval hvězdnou oblohu.
Poté, co byl svědkem násilného narušení přirozené mezidruhové bariéry, nemůže se dívat na lidi, aniž by si v nich všiml zvířecí povahy: „Zdálo se mi, že i já sám jsem nebyl racionální člověk, ale ubohé nemocné zvíře trápené podivnou nemocí, která způsobuje aby se bloudil sám jako ztracená ovce. “