Έμβρυο ποντικού που είναι 4% ανθρώπινο έφτιαξαν επιστήμονες - Ελπίδες για νέες θεραπείες

Οι επιστήμονες δημιούργησαν ένα έμβρυο ποντικιού που είναι μέρος ανθρώπου - 4% για να είμαστε ακριβείς. Το υβρίδιο είναι αυτό που οι επιστήμονες αποκαλούν χίμαιρα ανθρώπου-ζώου, έναν μοναδικό οργανισμό που αποτελείται από δύο διαφορετικά σύνολα κυττάρων - στην περίπτωση αυτή, ένα έμβρυο ποντικού που έχει τόσο κύτταρα ποντικού όσο και ανθρώπινα κύτταρα.


Αυτή η χίμαιρα ανθρώπου-ποντικού έχει μακράν τον υψηλότερο αριθμό ανθρώπινων κυττάρων που έχουν καταγραφεί ποτέ σε ένα ζώο, σύμφωνα με ερευνητές. Το πείραμά τους προτείνει ότι πολλοί τύποι ανθρώπινων κυττάρων μπορούν να δημιουργηθούν σε έμβρυα ποντικού και με πολύ ταχύτερο ρυθμό από ό, τι στα ανθρώπινα έμβρυα.

Και αυτό, λένε οι επιστήμονες, έχει τεράστιες δυνατότητες για τη θεραπεία ανθρώπινων ασθενειών, πιθανώς ακόμη και Covid-19.

Ερευνητές από το Κρατικό Πανεπιστήμιο της Νέας Υόρκης στο Buffalo και το Roswell Park Comprehensive Cancer Center δημοσίευσαν τα ευρήματα την περασμένη εβδομάδα στο περιοδικό Science Advances .

Τα νέα αναφέρθηκαν προηγουμένως από την Popular Mechanics .

Τα ευρήματα έχουν δυνατότητες θεραπείας ασθενειών
Αυτά τα ευρήματα είναι σημαντικά για πολλούς λόγους, δήλωσε ο Jian Feng, ένας από τους συγγραφείς της μελέτης και καθηγητής φυσιολογίας και βιοφυσικής στο Πανεπιστήμιο του Buffalo.

Πρώτον, δείχνει ότι είναι δυνατόν να δημιουργηθούν πολλοί τύποι ώριμων ανθρώπινων κυττάρων σε έμβρυα ποντικού, τα οποία θα μπορούσαν ενδεχομένως να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή κυττάρων, ιστών ή οργάνων για τη θεραπεία ασθενειών.

Σε αυτή τη μελέτη, η ομάδα των ερευνητών εγχύθηκε 10 έως 12 ανθρώπινα βλαστικά κύτταρα σε ανάπτυξη εμβρύων ποντικών. Μέσα σε 17 ημέρες, αυτά τα βλαστικά κύτταρα εξελίχθηκαν σε εκατομμύρια ώριμα κύτταρα, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπινων ερυθρών αιμοσφαιρίων και των κυττάρων των ματιών.

Αυτή η εικόνα δείχνει μια μεγάλη ποσότητα ανθρώπινων κυττάρων (επισημαίνονται πράσινα) σε ένα έμβρυο ποντικού ηλικίας 17 ημερών (με μπλε σήμανση). Τα περισσότερα από τα ανθρώπινα κύτταρα είναι ερυθρά αιμοσφαίρια, τα οποία συσσωρεύονται στο εμβρυϊκό ήπαρ του ποντικού.

Αυτή η εικόνα δείχνει μια μεγάλη ποσότητα ανθρώπινων κυττάρων (επισημαίνονται πράσινα) σε ένα έμβρυο ποντικού ηλικίας 17 ημερών (με μπλε σήμανση). Τα περισσότερα από τα ανθρώπινα κύτταρα είναι ερυθρά αιμοσφαίρια, τα οποία συσσωρεύονται στο εμβρυϊκό ήπαρ του ποντικού.

Σε ένα ανθρώπινο έμβρυο, θα χρειαστούν περίπου οκτώ εβδομάδες για να δημιουργηθούν ανθρώπινα ερυθρά αιμοσφαίρια και ακόμη περισσότερο για τη δημιουργία ανθρώπινων κυττάρων ματιών, δήλωσε ο Φενγκ.

"Αυτές οι παρατηρήσεις υποδηλώνουν ότι ο μηχανισμός που καθορίζει το χρόνο στην ανάπτυξη μπορεί να αλλάξει", έγραψε σε ένα email στο CNN. "Με αυτήν την επίπτωση, θα υπάρξουν πιο δραματικές ανακαλύψεις στο δρόμο."

Η ομάδα χρησιμοποίησε μια επαναστατική τεχνολογία
Σε προηγούμενη τέτοια έρευνα, οι επιστήμονες είχαν εντοπίσει μόνο περίπου 0,1% των ανθρώπινων κυττάρων σε έμβρυα ποντικών.

Γι' αυτό είναι τόσο εντυπωσιακό που αυτές οι χίμαιρες ανθρώπου-ποντικού παρουσίασαν 4% ανθρώπινα κύτταρα. Και λόγω της τεχνικής που χρησιμοποίησε η ομάδα για να μετρήσει τα κελιά, ο Φενγκ είπε ότι ακόμη και αυτός ο αριθμός είναι υποτιμημένος.

Η ομάδα πέτυχε αυτό το επίτευγμα μετατρέποντας τα ανθρώπινα πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα, τα οποία ενδεχομένως μπορούν να παράγουν οποιοδήποτε κύτταρο ή ιστό που χρειάζεται το σώμα για να επιδιορθωθεί, σε προηγούμενη κατάσταση.

Η μετατροπή αυτών των κυττάρων τα έκανε συμβατά με την εσωτερική ομάδα κυττάρων μέσα σε έμβρυο ποντικού πρώιμου σταδίου, το οποίο δημιουργεί όλα τα κύτταρα στο σώμα. Έτσι, όταν αυτά τα αρχικά ανθρώπινα κύτταρα εγχύθηκαν σε έμβρυα ποντικού, αναπτύχθηκαν πολύ καλύτερα από ό, τι διαφορετικά.

"Υποστηρίξαμε ότι εάν μπορούμε να κάνουμε τα ανθρώπινα πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα να συμπεριφέρονται όπως τα πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα του ποντικού, τα ανθρώπινα κύτταρα θα πρέπει να αναμιχθούν καλά με τα βλαστικά κύτταρα του ποντικού σε μια βλαστοκύστη ποντικού", έγραψε ο Feng. "Και αυτό ακριβώς βρήκαμε."

Το πείραμα της ομάδας δείχνει ότι "το γενετικό πρόγραμμα που ενσωματώνεται σε έμβρυο ποντικού και το γενετικό πρόγραμμα που ενσωματώνεται σε ανθρώπινα βλαστικά κύτταρα μπορεί να διασταυρώσει αρκετά καλά", δήλωσε ο Φενγκ.

Με άλλα λόγια, υπάρχει αρκετή εξελικτική συμβατότητα μεταξύ ποντικών και ανθρώπων που τα έμβρυα ποντικού είναι ένα σχετικά καλό περιβάλλον για την καλλιέργεια ανθρώπινων κυττάρων.

"Η ζωή είναι ένα σύστημα λογισμικού βασισμένο στο DNA που αξιοποιεί την ενέργεια για την παραγωγή πληροφοριών", έγραψε ο Φενγκ. "Αυτό το πείραμα μοιάζει να μιμείται τα Windows σε Mac."

Οι μελλοντικές επιπτώσεις θα μπορούσαν να περιλαμβάνουν την ανάπτυξη οργάνων
Οι χίμαιρες ανθρώπων-ζώων υπήρξαν ένα σημείο ηθικής συζήτησης μεταξύ των επιστημόνων. Αν και θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την ανάπτυξη ανθρώπινων οργάνων για μεταμοσχεύσεις, ορισμένοι επιστήμονες λένε ότι υπάρχουν σοβαροί κίνδυνοι που πρέπει να διερευνηθούν.

"Οι πιθανότητες έχουν πολλούς ερευνητές να γοητεύονται με ενθουσιασμό. Αλλά εγείρουν επίσης σοβαρά ηθικά διλήμματα σχετικά με την ηθική κατάσταση αυτών των μερικών ανθρώπινων ζώων", έγραψε ο νευροεπιστήμονας και ο συνήγορος των ζώων Lori Marino σε δημοσίευση του 2017 για το Stat News .

"Τα θέματα δοκιμής χίμαιρας πρέπει να είναι αρκετά ανθρώπινα ώστε να χρησιμεύουν ως αποτελεσματικά πρότυπα για την έρευνα για την υγεία, αλλά όχι τόσο ανθρώπινα ώστε να πληρούν τις προϋποθέσεις για προστασία από αυτήν την έρευνα συνολικά."

Ο Φενγκ είπε ότι η έρευνά τους βρίσκεται ακόμη στα αρχικά της στάδια και πρέπει να διεξαχθούν περισσότερες μελέτες. Ωστόσο, πρόσθεσε ότι η τεχνολογία του να καταστούν τα ανθρώπινα βλαστοκύτταρα πιο συμβατά με τα έμβρυα ποντικού έχει πολλές πιθανές εφαρμογές.

Ένα, είπε ο Feng, είναι ότι μπορεί να δημιουργήσει καλύτερα μοντέλα ποντικιών για τη μελέτη ανθρώπινων ασθενειών, συμπεριλαμβανομένου του Covid-19. Τα ποντίκια μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την ανάπτυξη ανθρώπινων ανοσοκυττάρων ή αναπνευστικών κυττάρων.

"Τέτοια χιμαιρικά ποντίκια θα ήταν πολύ χρήσιμα για τη μελέτη του Covid-19, το οποίο επηρεάζει σοβαρά τον άνθρωπο, αλλά μόλις επηρεάζει τα ποντίκια", δήλωσε ο Φενγκ.

"Ένα άλλο παράδειγμα θα μπορούσε να είναι η ελονοσία, στην οποία το παθογόνο μολύνει ειδικά τα ανθρώπινα ερυθρά αιμοσφαίρια μέσω ενός δαγκώματος κουνουπιών. Εάν μπορούμε να κάνουμε ένα ποντίκι με ακόμη περισσότερα ανθρώπινα ερυθρά αιμοσφαίρια, θα ήταν ένα πολύ καλό μοντέλο για τη μελέτη της ελονοσίας."

Μελλοντικές μελέτες θα μπορούσαν επίσης να διερευνήσουν εάν αυτή η τεχνική θα μπορούσε να εφαρμοστεί σε μεγαλύτερα ζώα, όπως οι χοίροι, για τη δημιουργία οργάνων για μεταμοσχεύσεις, δήλωσε ο Φενγκ. Αν και είπε ότι τέτοιες δυνατότητες είναι πολύ μακριά, υπόσχονται.

"Τη στιγμή του πρώτου αεροπλάνου, όλες οι πιθανές εφαρμογές υπήρχαν μόνο στο μυαλό μερικών ανθρώπων", δήλωσε ο Φενγκ. "Εάν η κοινωνία αποφασίσει ότι ήταν μια φρικτή ιδέα για τους ανθρώπους να πετάξουν, θα χάναμε πολλά πράγματα που αποδεικνύονται υπέροχα για όλους. Μια κοινωνία που βλέπει τον κόσμο ως τι είναι, όχι τι θα έπρεπε να είναι , είναι μια αποτελεσματική κοινωνία που μπορεί να προχωρήσει".

Scientists made a mouse embryo that's 4% human -- the highest level of human cells in an animal yet, by Harmeet Kaur, CNN