Muistsete kreeklaste jaoks oli kimäär pahaendeline olend - osaliselt lõvi, osaliselt kits ja osaliselt madu. Esimene kimäär, mille Juan Carlos Ispisua Belmonte 1992. aastal lõi, oli palju vähem hirmutav: see koosnes hiire embrüonaalsest jäsemest, mis oli siirdatud kanaembrüo tiivale. Sel ajal oli Belmonte noor teadlane, kes töötas Saksamaal Heidelbergis asuvas laboris. Teda paelusid geeniekspressiooni saladused - loomade arengut reguleerivad bioloogilised signaalid - ja embrüonaalsete rakkude suur potentsiaal.
Võtke ükskõik milline selgroogne: kana, siga, inimene. Küpsuses osutuvad nad täiesti erinevateks organismideks, kuid algavad peaaegu ühe ja sama asjaga. Belmonte hakkas mõtlema: kui hiire jalg võib kana tiivale juurduda, mis siis veel võimalik oleks? Kuidas muidu saavad teadlased muuta signaale, mis määravad olendiks muutuva?
Kas on võimalik ühest olendist teist kasvatada?
Belmonte huvi embrüo painduvuse vastu oli teatud mõttes isiklik. Lõuna-Hispaania maapiirkondade vaeste, halvasti haritud vanemate lapsena oli ta sunnitud mitu aastat kooli pooleli jätma, et oma pere ülal pidada talus töötades. Alles noorukieas naasis ta klassi - ja liikus sellest hetkest kiiresti filosoofiast (Nietzsche ja Schopenhauer olid tema lemmikud) farmakoloogia ja geneetika juurde.
2012. aastaks oli Belmontest saanud üks maailma olulisemaid biolooge, kes töötab Californias La Jolla Salki instituudi oma laboris ja veel ühes oma kodumaal Hispaanias. Nagu kolleegid kogu maailmas, mõtiskles ta, kuidas kasutada distsipliini arsenalis võimsat uut tööriista - geenitoimetamise platvormi CRISPR-Cas9. Pärast CRISPR-i esimese tõsise töö ilmumist leidis Belmonte kiiresti eesmärgi. Ainuüksi Ameerika Ühendriikides on igal ajal elundisiirdamise ootenimekirjas umbes 100 000 inimest ja umbes 8000 neist sureb igal aastal doonorite puuduse tõttu. Belmonte sõnul võiks lahendus olla CRISPR ja kimäärid. Ta lootis kasutada uut geeniredaktsiooni tehnikat, et muuta veisekehad inimese südame, neerude, maksa ja kopsude inkubaatoriteks.
Belmonte otsimine algas uuringutest hiirtega. CRISPR-i kasutades eemaldas ta koos meeskonnaga geenid, mis võimaldasid loomadel kasvatada mitut organit, sealhulgas silmi, südant ja kõhunääret. Selle asemel, et lasta neil muudetud hiireembrüotel iseseisvalt areneda, süstisid Salki teadlased segu mõned roti tüvirakud. Seejärel asendasid rotirakud puuduvad elundid ja loomad elasid hiire normaalset elu. 2017. aastaks olid Belmonte ja tema kolleegid liikunud suuremate õppeainete juurde. Nad süstisid inimese tüvirakke 1500 tavalisse seaembrüosse, seejärel siirdasid need embrüod emistesse. Umbes 20 päeva jooksul muutusid mõned neist sigade kimäärideks. See oli tagasihoidlik edu. Embrüod olid rohkem sead kui inimene: 100 000 searaku kohta oli 1 inimene. Kuid eksperiment oli edukas: need olid esimesed kimäärsed embrüod, mis tekkisid kahe suure, kaugelt suguluses oleva liigi liitmisel.
Reklaamvideo:
Nagu hiirte ja rottide puhul, plaanib Belmonte kasutada CRISPRi, et sulgeda sea tung luua oma elundid ja seejärel täita tühik inimese rakkudega. Kuid teine samm - inimrakkude kiirem juurdumine sigades - on osutunud kuradi keeruliseks. “Hiire rottide jõudlus on väga hea. Seanaha efektiivsus pole eriti kõrge. See on probleem. " Täna toimub Belmonte laboris keerukas katsete ja eksimuste protsess - teadlased katsetavad, kuidas erinevad loomade ja inimeste rakud üksteisega suhtlevad, lootuses rakendada leide sigade ja inimeste kimääridele. Kuid ka see vaevarikas protsess on teadlaste sõnul eelmiste aastate standardite kohaselt väga kiire. Traditsiooniliste meetoditega oleks neil kulunud "sadu aastaid". Kuid tänu CRISPR-ile saame väga kiiresti palju geene koguda ja neid modifitseerida.
Kui CRISPR aitas Belmonte'il tema ambitsioonides aidata, saatis ta ta ka ühte kõige õhemasse eetilisse teadusvaldkonda. Muistsed inimesed nägid kimimereid halva enesena ja tänapäeva inimesed suhtuvad nendesse samamoodi - eriti kui piir inimese ja looma vahel hägustub. USA president George W. Bush nimetas oma 2006. aasta pöördumises selliste hübriidide loomist üheks "meditsiiniliste uuringute kõige koledamamaks väärkohtlemiseks". Aastal 2015 sai Belmonte teada, et ta on nomineeritud Pioneeriauhinnale, mis on üks National Institutes of Healthi kõige prestiižikamaid ja heldemaid toetusi. Siis selgus, et selle liini töö oli peatatud - tema töö tõttu kimääridega. Samal aastal peatas NIH föderaalse rahastamise kõigi teadusuuringute jaoks, mis käsitlevad inimese tüvirakkude siirdamist loomade embrüotesse.viidates vajadusele arutada eetilisi küsimusi. Aasta hiljem lubati moratoorium tühistada, kuid seni rahastus puudub. Lõpuks võitis Belmonte Pioneeriauhinna, kuid suurema osa oma sigadega tehtud katsetest tegi ta Hispaanias oma kulul.
Prantsusmaal Montpellieri ülikooli haigla raku- ja kudedeehituse osakonna direktor John de Vaux tutvustab hõlpsasti kõige halvemaid stsenaariume, mis hõlmavad sea kimääre. Näiteks kui sea aju siseneb liiga palju inimrakke, võiks loom teoreetiliselt välja töötada uut tüüpi teadvuse ja intelligentsuse. (2013. aastal süstisid New Yorgi Rochesteri teadlased hiirtele inimese ajurakke - ja hiired olid eakaaslastest targemad). “Õudne oleks ette kujutada inimese kehasse lõksu jäävat inimteadvuse vormi,” ütleb de Vaux. Mis siis, kui teadlased lõid tahtmatult siga, mis suudaks moraalse ebaõigluse mõistmisel enda kannatusi mõista? Isegi kui saaksite looma tappa, et tema elundid kokku korjata, poleks kahtlemata paljude loomade heaolu aktivistide nõusoleks koletu tappa humanoidse intellektiga olend, et selle kõhunääre ära võtta.
Belmonte pakub sellele probleemile otsest lahendust: vaja on rohkem CRISPRi. Geeni redigeerimise abil võisid teadlased tema sõnul takistada inimese rakke sigade aju koloniseerimast. Sellised sekkumised võivad takistada inimese DNA sisenemist sea iduliini, nii et seda ei edastata tulevastele inimpõrsastele. See on veel üks stsenaarium, mis paneb bioeetika pahaks panema. "Laboris on tehnoloogiaid, mis aitaksid meil neid eetilisi probleeme vältida," ütleb Belmonte.
Chimera uuringud on CRISPR-i abil 58-aastase Belmonte laboratooriumis vaid üks suurtest uurimissuundadest. Tema ja ta meeskond viivad läbi ka palju katseid epigeneetilises redigeerimises, mis on CRISPRi variatsioon, mis moduleerib geeniekspressiooni, mitte ei purusta DNA järjestust. Tänu sellele on hiirtel diabeedi, neeruhaiguse ja lihasdüstroofia sümptomid täielikult vastupidised. Võib öelda, et teadlased üritavad vananemisest ise üle saada.
"Ta lükkab piirid selleni, milleks me praegu võimelised oleme," ütleb Davisis asuva California ülikooli zooloogia osakonna professor Pablo Juan Ross, kes katsetab sigade ja lammaste kimääridega oma laboris. Mõlemad teadlased on huvitatud geenide redigeerimise ja kimääri loomise väärtuse tõestamisest. Ross panustab, et me ei saa loobuda tehnoloogiast, mis võimaldab meil loomades elundeid kasvatada, ootamata, et autoõnnetuses sureks veel üks teismeline.
Kuid Belmonte ei kiirusta vaatamata omaenda kannatamatusele. Ta otsustas hävitada embrüonaalsete kimäärsete sigade esimesed looted esimesel trimestril, ootamata, et need areneksid eetiliselt keerukamaks - hoolimata asjaolust, et Hispaanias, kus neid kasvatati, lubaksid reeglid Belmonte'il loomi igal ajal tappa. Ja ta on ettevaatlik inimestes geenide redigeerimise osas. "Enne CRISPRi kasutamist inimestel peame õppima palju rohkem," ütleb ta. "Ma ei julgeks teda veel laborist välja viia."
Edusammud peaksid olema mitte ainult teaduses. Samuti peab toimuma põhjalik arutelu geenide redigeerimise üle - ja mitte ainult teadlaste, vaid ka arstide, avalikkuse ja valitsuse seas peab olema oma hääl. De Vaux nõustub: “Einstein tegi füüsika alal fundamentaaluuringuid. Kuid riiklikul tasandil otsustati kohaldada neid tulemusi Hiroshima pommitamisel - mitte teadlaste tasandil."
Belmonte usub kindlalt, et teadlased on tänapäeval haiguse ravimise äärel, pöörduvad vananemise vastu ja päästavad kasvanud elunditega elusid. See võib muuta meie endi evolutsiooni, oma liike.
Kas olete temaga nõus?
Ilja Khel
