Vědci z Číny a Spojených států vložili lidské kmenové buňky do embryí primátů a dokázali tak vypěstovat chimérická embrya, která udrželi při životě až 20 dní. Výzkum má navzdory etickým otázkám potenciál poskytnout nové poznatky o vývojové biologii a evoluci. Mohl by také pomoci při vývoji nových modelů lidské biologie i nemocí.
„Vzhledem k tomu, že některé druhy experimentů nemůžeme dělat na lidech, je nezbytné, abychom měli lepší modely pro přesnější studium a pochopení lidské biologie a nemocí,“ uvedl jeden z autorů práce Juan Carlos Izpisua Belmonte ze Salkova institutu. „Důležitým cílem experimentální biologie je vývoj modelů, které umožní studium lidských nemocí za podmínek in vivo,“ doplnil.
Výzkumy in vivo, tedy v živém organismu, přinášejí mnohem lepší výsledky než experimenty „in vitro“ tedy jen na buněčných kulturách. Ukazuje se to zejména u vývoje nových léčiv, kde v Petriho misce řada preparátů skvěle funguje, ale v reálném těle živého tvora nezabírají.
Chiméry v čínsko-americké spolupráci
Chimérické organismy vzniklé spojením více druhů savců vznikají v laboratořích už od sedmdesátých let dvacátého století – tehdy se poprvé využily u hlodavců a vědci je využívali ke studiu raných vývojových procesů.
Vývoj embryí, která by kombinovala člověka a primáty, dlouho nebyl možný kvůli technické složitosti tohoto procesu. Američtí vědci teď ale využili objevu čínského týmu, který před rokem vytvořil funkční technologii, jež umožnila opičím embryím zůstat naživu a růst mimo tělo po delší dobu.
- Chiméra (mytologie) – ve starořeckých bájích obluda, příšera s částmi těla lva, kozy, draka a hada.
- chiméra (biologie) – jedinec, který je složený z buněk, které nemají všechny stejnou genetickou informaci
- chiméry – podtřída hlubinných paryb s bizarním tvarem
Jak vytvořit chiméru
Vědci nechali normálně vzniknout opičí embrya a po dobu šesti dnů je nechali růst. Potom do každého z nich aplikovali pomocí injekce 25 lidských buněk.
Jednalo se o takzvané pluripotentní kmenové buňky, které se mohou změnit v jiný druh buněk. Po jednom dni byly lidské buňky zjištěny u 132 embryí, ještě po 10 dnech se 103 z těchto chimérických embryí stále vyvíjelo. Pak ale většina embryí začala velmi rychle umírat – 19. den po spojení už byly naživu jen tři chiméry. Důležité ale bylo, že po celou dobu vývoje embryí v nich bylo dostatečně vysoké procento lidských buněk.
„Historicky měly chiméry lidí a zvířat jen velmi nízkou integraci lidských buněk do hostitelských buněk a experimenty tím trpěly,“ popsal Izpisua Belmonte.
„Vytvoření chiméry mezi lidským a nelidským primátem, což je druh, který je v evoluční časové linii lidem bližší než všechny dříve používané, nám umožní získat lepší přehled o tom, jestli existují nějaké evoluční překážky vzniku chiméry a také nám ukáže, jak je případně překonat,“ dodal vědec.
Několik projevů slučování buněk už se díky tomuto pokusu podařilo odhalit – vědci věří, že by jich mohli využít v budoucnu při vzniku nových a kvalitnějších chimérických organismů.
K čemu to je?
Vědci nyní budou detailně vyhodnocovat všechny molekulární dráhy, které jsou zapojeny do této mezidruhové komunikace. Cílem je zjistit, které z nich jsou pro vývojový proces chimérických embryí životně důležité.
V delším časovém horizontu výzkumníci doufají, že chiméry využijí nejen ke studiu raného lidského vývoje a modelování chorob, ale že vyvinou i nové přístupy k testování léků. Vrcholným cílem je vývoj buněčných struktur, tkání, a dokonce i celých orgánů, které by se daly využít pro transplantace.
Etické otázky
Autoři studie jsou si vědomí toho, že jejich výzkum se pohybuje na tenké červené linii etičnosti. Vytváření embryí, která mají lidskou i zvířecí povahu, je pro mnohé už za ní.
Izpisua Belmonte poznamenal, že „je naší odpovědností jako vědců vést náš výzkum promyšleně a řídit se všemi platnými etickými, právními a sociálními směrnicemi“. Před zahájením této práce proto byly „provedeny etické konzultace a přezkumy jak na institucionální úrovni, tak prostřednictvím oslovení nezávislých bioetiků. Tento důkladný a podrobný postup nám pomohl řídit naše experimenty,“ dodal.
