Az ókori görögök számára a kiméra baljós lény volt - részben oroszlán, részben kecske és részben kígyó. Az első chimera, amelyet Juan Carlos Ispisua Belmonte 1992-ben létrehozott, sokkal kevésbé félelmetes volt: egy egérembrionális végtagból állt, amelyet egy csirkeembrio szárnyára ültettek. Abban az időben Belmonte fiatal tudós volt, aki a németországi Heidelbergi laboratóriumban dolgozott. Lenyűgözte a génkifejezés rejtélyei - az állatok fejlődését szabályozó biológiai szignálok - és az embrionális sejtek puszta potenciálja.
Fogjon bármilyen gerincet: csirke, sertés, ember. Érettségkor teljesen különböző organizmusokká válnak, de szinte ugyanazzal a kezdettel kezdődnek. Belmonte azon tűnődött, hogy vajon egy egér lába hogyan tud gyökerezni egy csirkeszárnyon - mi más lehetséges? Hogyan tudják a tudósok megváltoztatni azokat a jeleket, amelyek meghatározzák, hogy egy teremtmény lesz?
Lehetséges egy teremtményből másik nőni?
A Belmonte érdeklődése az embriók rugalmassága szempontjából bizonyos értelemben személyes. Mivel Spanyolország déli vidékén a szegény, rosszul iskolázott szülők gyermeke volt, több évre kénytelen volt elhagyni az iskolát, hogy támogassa családját a gazdaságban. Csak serdülőkorban tért vissza az osztályba, és attól a pillanattól kezdve gyorsan átment a filozófiából (Nietzsche és Schopenhauer volt a kedvence) a farmakológiához és a genetikához.
2012-re Belmonte a világ egyik legelső biológusává vált, aki saját laboratóriumában dolgozott a kaliforniai La Jolla Salk Intézetben, és egy másik szülővárosában. Mint a világ minden tájáról érkező kollégái, elgondolkodott azon, hogyan lehetne egy új új, hatékony eszközt használni a tudományág arzenáljában - a CRISPR-Cas9 génszerkesztő platformon. Miután megjelent az első komoly munka a CRISPR-en, Belmonte gyorsan talált egy célt. Kizárólag az Egyesült Államokban mintegy 100 000 ember szerepel a szervátültetés várakozási listáján egy adott időpontban, és körülbelül 8000 ember hal meg évente a donorok hiánya miatt. Belmonte szerint a CRISPR és a kimérák lehetnek a megoldás. Remélte, hogy új génszerkesztő technikát alkalmaz a szarvasmarha testének emberi szív, vesék, máj és tüdő inkubátorokká történő átalakítására.
A Belmonte keresése egerekkel végzett vizsgálatokkal kezdődött. A CRISPR használatával eltávolította a géneket, amelyek lehetővé tették az állatok számára, hogy több szervet növekedjenek, beleértve a szemét, a szívét és a hasnyálmirigyet. Ahelyett, hogy engedték volna ezeknek a megváltozott egérembrióknak önálló fejlődését, Salk tudósai néhány patkány őssejtet injektáltak a keverékbe. Ezután a patkánysejtek kicserélték a hiányzó szerveket, és az állatok normál életet éltek. 2017-re Belmonte és kollégái nagyobb témákra mentek. Az emberi őssejteket 1500 közönséges sertésembrióba injektálták, majd ezeket az embriókat kocákba ültették be. Körülbelül 20 napon belül néhány közülük ember-sertések kimérákká vált. Szerény siker volt. Az embriók inkább sertésfélék voltak, mint az emberek: 100 000 sertéssejtnél 1 ember volt. De a kísérlet sikeres volt: ezek voltak az első kiméra embriók, amelyeket két nagy, egymástól távoli rokon faj összeolvadása hozott létre.
Promóciós videó:
Az egerekhez és patkányokhoz hasonlóan a Belmonte a CRISPR használatával is tervezi a sertés késztetésének kikapcsolását, hogy saját szerveket hozzon létre, majd kitöltse a rést az emberi sejtekkel. A második lépés - az emberi sejtek gyorsabb bejutása a sertésekbe - az átkozottul nehéznek bizonyult. „Az egér patkányok teljesítménye nagyon jó. A sertésember hatékonysága nem túl magas. Ez a probléma. " Manapság a Belmonte laboratóriuma egy komplex próba és hiba folyamaton megy keresztül - a tudósok tesztelik, hogy az állatok és az emberek különféle sejtjei hogyan hatnak egymásra, abban a reményben, hogy az eredményeket alkalmazhatják a sertések és az emberek kiméráira. De a tudósok szerint még ez a fáradságos folyamat is nagyon gyors a korábbi évek szabványai szerint. Hagyományos módszerekkel "évszázadokig" tartottak volna. De a CRISPR-nek köszönhetően nagyon sok gént összegyűjthetünk és módosíthatunk.
Ha a CRISPR segítette Belmonte törekvéseit, elküldte őt a tudomány egyik legszorosabb etikai területére is. Az ókori emberek a kimérákat rossz ómennek tekintették, a modern emberek ugyanúgy tekintik őket - különösen, ha az ember és az állat közötti vonal elmosódik. George W. Bush, az Egyesült Államok elnöke 2006-os beszédében az ilyen hibridek létrehozását az "orvosi kutatások legszembetűnőbb visszaéléseknek" nevezte. 2015-ben Belmonte megtudta, hogy a Pioneer díjra jelölték, amely az Országos Egészségügyi Intézetek egyik legrangosabb és nagylelkűbb ösztöndíja. Aztán kiderült, hogy ezen a vonalon a munkát felfüggesztették - kimérákkal végzett munkája miatt. Ugyanebben az évben az NIH felfüggesztette a szövetségi támogatást az emberi őssejtek állati embriókba történő beültetésével kapcsolatos kutatásokhoz.hivatkozva az etikai kérdések megfontolásának szükségességére. Egy évvel később a moratóriumot megígérték, hogy törlik, ám eddig nincs finanszírozás. Belmonte végül elnyerte a Pioneer díjat, de Spanyolországban a sertésekkel végzett kísérleteinek nagy részét saját költségén végezte.
John de Vaux, a franciaországi Montpellier Egyetemi Kórház Sejt- és Szövettechnikai Tanszékének igazgatója könnyen bemutatja a sertések kiméráiról szóló legrosszabb eset forgatókönyveit. Például, ha túl sok emberi sejt lép be a sertés agyába, akkor az állat elméletileg új típusú tudatosságot és intelligenciát képes kifejleszteni. (2013-ban a New York-i Rochester tudósai egereket injektáltak emberi agysejtekkel - és az egerek okosabbak voltak, mint társaik.) „Szörnyű lenne elképzelni az emberi tudat olyan formáját, amely csapdába esik egy állat testében” - mondja de Vaux. Mi lenne, ha a tudósok véletlenül olyan malacot hoznának létre, amely az erkölcsi igazságtalanság érzékelésével megértheti saját szenvedését? Még ha meg is ölne egy állatot, hogy betakarítsa annak szerveit, amire sok állatjóléti aktivista nem ért egyetszörnyű lenne megölni egy lényt humanoid értelemmel annak hasnyálmirigyének eltávolítása érdekében.
A Belmonte közvetlen megoldást kínál erre a problémára: további CRISPR-re van szükség. Szerinte a génszerkesztés megakadályozhatja az emberi sejteket a sertés agyainak kolonizálásában. Az ilyen beavatkozások megakadályozhatják az emberi DNS bejutását a sertéscsíra-vonalba úgy, hogy azt nem továbbadják a jövőbeli emberi malacoknak. Ez egy másik forgatókönyv, amely a bioetikát összevonja a szemöldökét. "Vannak olyan technológiák a laboratóriumban, amelyek segítenek elkerülni ezeket az etikai kérdéseket" - mondja Belmonte.
A kimérás kutatás csak egyike az 58 éves Belmonte laboratóriumában a CRISPR segítségével végzett kutatások egyik fő vonalának. Ő és csapata számos kísérletet végez az epigenetikus szerkesztés területén is, amely a CRISPR olyan variációja, amely a gén expresszióját modulálja, ahelyett, hogy magát a DNS-szekvenciát megtörné. Ennek köszönhetően az egerekben a cukorbetegség, vesebetegség és izomdisztrófia tünetei teljesen megfordulnak. Azt mondhatjuk, hogy a tudósok megpróbálják legyőzni az öregedést.
"Meghúzza azokat a határokat, amelyekre jelenleg képesek vagyunk" - mondja Pablo Juan Ross, a davisi Kaliforniai Egyetem Állatorvos-tanszékének professzora, aki saját laboratóriumában sertések és juhok kiméráival kísérletezik. Mindkét tudós érdekli a génszerkesztés és a kimérák létrehozásának értékének bizonyítása. Ross azt fogadja, hogy nem feladhatjuk azt a technológiát, amely lehetővé teszi számunkra az állatok szerveinek növekedését anélkül, hogy várnánk, hogy egy másik tinédzser meghal egy autóbalesetben.
Belmonte azonban a türelmetlensége ellenére sem sietett. Úgy döntött, hogy az első trimeszterben megsemmisíti az embrionális kiméra sertések első magzatát, anélkül, hogy elvárt volna, hogy etikailag összetettebbé váljanak - annak ellenére, hogy Spanyolországban, ahol neveltek, a szabályok lehetővé teszik, hogy Belmonte bármikor állatokat leöljen. És óvatos a génszerkesztésnél az emberekben. "Sokkal többet kell megtanulnunk, mielőtt a CRISPR-et emberben használnánk" - mondja. "Még nem mertem a laboratóriumba vinni."
Az előrelépésnek nem csak a tudományban kell lennie. Alapos vitát kell folytatni a génszerkesztésről - és hangnak nemcsak a tudósok, hanem az orvosok, a nyilvánosság és a kormány között is hangot kell adni. De Vaux egyetért: „Einstein alapvető kutatásokat végzett a fizikában. De nemzeti szinten úgy döntöttek, hogy ezeket az eredményeket Hirosima bombázásaira alkalmazzák - nem a tudósok szintjén."
Belmonte szilárdan hiszi, hogy a tudósok ma a betegség gyógyításának küszöbén állnak, megfordítják az öregedést és megtakarítják az életeket a felnőtt szervekkel. Megváltoztathatja saját evolúciónkat, saját fajainkat.
Egyetért vele?
Ilya Khel