Pre starých Grékov bola chiméra zlovestným tvorom - čiastočne levom, čiastočne kozím a čiastočne hadom. Prvá chiméra, ktorú vytvoril Juan Carlos Ispisua Belmonte v roku 1992, bola oveľa menej desivá: pozostávala z myšej embryonálnej končatiny naočkovanej na krídlo kuracieho embrya. V tom čase bol Belmonte mladý vedec pracujúci v laboratóriu v nemeckom Heidelbergu. Fascinovali ho tajomstvá génovej expresie - biologické signály, ktoré riadia vývoj zvierat - a obrovský potenciál embryonálnych buniek.
Zoberte akýkoľvek stavovce: kuracie, ošípané, ľudské. V dospelosti sa ukázali ako úplne odlišné organizmy, ale začínajú takmer rovnakou vecou. Belmonte sa začal čudovať: či by noha myši mohla zakoreniť na kuracom krídle, čo iné by bolo možné? Ako inak môžu vedci zmeniť signály, ktoré určujú, čím sa stvorenie stane?
Je možné pestovať ďalšie z jedného stvorenia?
Záujem Belmonte o flexibilitu embryí bol v istom zmysle osobný. Ako dieťa chudobných, málo vzdelaných rodičov vo vidieckom južnom Španielsku bol nútený opustiť školu niekoľko rokov, aby podporoval svoju rodinu tým, že pracoval na farme. Až v dospievaní sa vrátil do triedy - a od tej chvíle sa rýchlo presťahoval z filozofie (Nietzsche a Schopenhauer boli jeho obľúbení) do farmakológie a genetiky.
Do roku 2012 sa Belmonte stal jedným z popredných svetových biológov. Pracoval vo svojom vlastnom laboratóriu v Salk Institute v La Jolla v Kalifornii a vo svojom rodnom Španielsku. Rovnako ako jeho kolegovia z celého sveta uvažoval o tom, ako využiť výkonný nový nástroj v arzenáli disciplíny - platformu na úpravu génov CRISPR-Cas9. Po tom, čo sa objavila prvá seriózna práca na CRISPR, Belmonte rýchlo našiel cieľ. Len v Spojených štátoch je v ktorejkoľvek dobe na čakacích zoznamoch na transplantáciu orgánov približne 100 000 ľudí a každý rok zomrie asi 8 000 z dôvodu nedostatku darcov. Podľa Belmonte by mohli byť riešením CRISPR a chiméry. Dúfal, že použije novú techniku úpravy génov na premenu tiel hovädzieho dobytka na inkubátory pre ľudské srdcia, obličky, pečeň a pľúca.
Hľadanie Belmonte sa začalo štúdiom na myšiach. Pomocou CRISPR odstránil on a jeho tím gény, ktoré umožnili zvieratám pestovať viac orgánov, vrátane očí, srdca a pankreasu. Vedci zo spoločnosti Salk namiesto toho, aby umožnili vývoj týchto zmenených myších embryí samy osebe, do zmesi vstrekli niektoré kmeňové bunky potkana. Potom potkanie bunky nahradili chýbajúce orgány a zvieratá žili normálny život myši. Do roku 2017 sa Belmonte a jeho kolegovia presunuli k väčším témam. Injektovali ľudské kmeňové bunky do 1 500 bežných embryí ošípaných a potom tieto embryá implantovali do prasníc. Asi za 20 dní sa niektorí z nich stali chimérami ošípaných. Bol to skromný úspech. Embryá boli ošípané viac ako ľudské: pre 100 000 prasačích buniek bolo 1 človeka. Pokus bol však úspešný: išlo o prvé chimérické embryá vytvorené fúziou dvoch veľkých vzdialene príbuzných druhov.
Propagačné video:
Rovnako ako u myší a potkanov, Belmonte plánuje použiť CRISPR na zastavenie nutkania ošípaných na vytvorenie vlastných orgánov a na vyplnenie medzery ľudskými bunkami. Ale druhý krok - prinútiť ľudské bunky zakoreniť ošípané rýchlejšie - sa ukázalo ako ťažké. „Výkon myších potkanov je veľmi dobrý. Účinnosť ošípaných nie je príliš vysoká. Toto je problém. V súčasnosti Belmonteho laboratórium prechádza zložitým procesom pokusov a omylov - vedci testujú, ako rôzne bunky zvierat a ľudí interagujú navzájom, v nádeji, že výsledky sa použijú na chiméry ošípaných a ľudí. Podľa vedcov je však aj tento starostlivý proces podľa štandardov predchádzajúcich rokov veľmi rýchly. Pri použití tradičných metód by to trvalo „stovky rokov“. Ale vďaka CRISPR dokážeme veľmi rýchlo zhromaždiť veľa génov a modifikovať ich.
Ak CRISPR pomohol Belmonte v jeho ambíciách, poslal ho tiež do jednej z najpevnejších etických oblastí vedy. Starovekí ľudia vnímali chiméry ako zlé znamenie a moderní ľudia ich vnímajú rovnako - najmä keď sa stiera hranica medzi človekom a zvieraťom. Prezident USA George W. Bush vo svojom príhovore z roku 2006 označil vytvorenie takýchto hybridov za „najzávažnejšie zneužívanie v lekárskom výskume“. V roku 2015 sa Belmonte dozvedel, že bol nominovaný na cenu Pioneer Award, jeden z najprestížnejších a naj štedrejších grantov Národných inštitútov zdravia. Potom sa ukázalo, že práca na tejto linke bola pozastavená - kvôli jeho práci s chimérami. V tom istom roku NIH pozastavila federálne financovanie akéhokoľvek výskumu v oblasti implantácie ľudských kmeňových buniek do živočíšnych embryí.zdôrazňujúc potrebu zamyslieť sa nad etickými otázkami. O rok neskôr bolo moratórium sľúbené, že bude zrušené, ale zatiaľ nie sú k dispozícii žiadne finančné prostriedky. Belmonte nakoniec získal cenu Pioneer Award, väčšinu experimentov s ošípanými však robil na svoje vlastné náklady.
John de Vaux, riaditeľ oddelenia bunkového a tkanivového inžinierstva vo Fakultnej nemocnici Montpellier vo Francúzsku, ľahko predstavuje najhoršie scenáre týkajúce sa chimér ošípaných. Napríklad, ak príliš veľa ľudských buniek vstúpi do mozgu ošípaných, potom by si zviera mohlo teoreticky vyvinúť nové typy vedomia a inteligencie. (V roku 2013 vedci z Rochesteru v New Yorku vstrekli myši ľudským mozgovým bunkám - a myši boli chytrejšie ako ich rovesníci.) „Bolo by hrozné predstaviť si formu ľudského vedomia uväznenú v tele zvieraťa,“hovorí de Vaux. Čo keby vedci neúmyselne vytvorili ošípané, ktoré by mohli zmysel pre svoje utrpenie so zmyslom pre morálnu nespravodlivosť? Aj keby ste mohli zabiť zviera a zbierať jeho orgány, s ktorým by mnohí aktivisti v oblasti dobrých životných podmienok zvierat nesúhlasili, nepochybnebolo by monštrum zabiť stvorenie humanoidným intelektom, aby sa odstránila jeho pankreas.
Belmonte ponúka priame riešenie tohto problému: je potrebné viac CRISPR. Podľa vedcov by pomocou génovej úpravy mohli zabrániť ľudským bunkám kolonizovať mozgy ošípaných. Takéto zásahy môžu zabrániť tomu, aby ľudská DNA prenikla do zárodočných línií ošípaných, aby sa nepreniesla na budúce ľudské ciciaky. Toto je ďalší scenár, ktorý spôsobuje zamračenie bioetiky. „V laboratóriu sú technológie, ktoré by nám mohli pomôcť vyhnúť sa týmto etickým problémom,“hovorí Belmonte.
Výskum chiméry je jednou z veľkých línií výskumu v laboratóriu 58-ročného Belmonte pomocou systému CRISPR. Spolu so svojím tímom tiež vedie veľa experimentov v epigenetickej editácii, čo je variácia CRISPR, ktorá moduluje génovú expresiu skôr ako porušuje samotnú DNA sekvenciu. Vďaka tomu sa príznaky cukrovky, ochorenia obličiek a svalovej dystrofie u myší úplne zvrátia. Môžeme povedať, že vedci sa snažia prekonať starnutie samé.
„Posúva hranice toho, čo v súčasnosti dokážeme,“hovorí Pablo Juan Ross, profesor zoologického oddelenia na Kalifornskej univerzite v Davise, ktorý vo svojom laboratóriu experimentuje s chimérami ošípaných a oviec. Obaja vedci majú záujem dokázať význam úpravy génov a tvorby chiméry. Ross stávkuje, že sa nemôžeme vzdať technológie, ktorá nám umožní pestovať orgány u zvierat bez toho, aby sme čakali, kým v dôsledku dopravnej nehody zomrie ďalší tínedžer.
Belmonte sa však napriek vlastnej netrpezlivosti nijako neponáhľa. Počas prvého trimestra sa rozhodol zničiť prvé plody embryonálnych chimérických ošípaných bez toho, aby čakal, až sa vyvinú v niečo eticky komplexnejšie - napriek skutočnosti, že v Španielsku, kde boli odchované, by pravidlá umožnili Belmonte kedykoľvek zabíjať zvieratá. A má na pozore génové úpravy u ľudí. „Pred použitím CRISPR u ľudí sa musíme naučiť oveľa viac,“hovorí. "Zatiaľ by som sa neodvážil vziať ho von z laboratória."
Pokrok by nemal byť iba vo vede. Musí existovať aj dôkladná diskusia o úprave génov - a musí existovať hlas nielen medzi vedcami, ale aj medzi lekármi, verejnosťou a vládou. De Vaux súhlasí: „Einstein urobil základný výskum vo fyzike. Na vnútroštátnej úrovni sa však rozhodlo tieto výsledky použiť na bombardovanie Hirošimy - nie na úrovni vedcov. ““
Belmonte je pevne presvedčený, že vedci sú dnes na pokraji vyliečenia z choroby, zvrátenia starnutia a záchrany životov pomocou orgánovej kultúry. Môže to zmeniť náš vlastný vývoj, naše vlastné druhy.
Súhlasíte s ním?
Ilja Khel