Procedura revoluţionară şi controversată în acelaşi timp presupune implantarea în embrioni animali modificaţi a unor celule umane iPS, care pot fi determinate să genereze baza oricărui organ din corpul omenesc. Este cunoscută deja capacitatea celulelor stem embrionare de a se diferenţia şi a se dezvolta în toate tipurile de celule umane - sangvine, nervoase, musculare etc., acest fapt reprezentând o miză vitală pentru medicina „regenerativă”, ce va permite, în viitor, repararea inimii şi a altor organe importante. Folosirea celulelor suşă embrionare ridică, însă, numeroase controverse de natură etică. Ca şi celulele stem embrionare, celulele stem pluripotente induse (iPS) au capacitatea de a se transforma în orice tip de celulă din organism. Deoarece ele sunt prelevate din ţesut adult, folosirea lor este mai puţin controversială decât cea a celulelor stem embrionare, prelevate de la embrionii în vârstă de câteva zile.
Studiul cercetătorilor japonezi este un prim pas pe o lungă cale care are ca punct final obţinerea de organe umane pentru transplant cu ajutorul animalelor şi este primul de acest tip aprobat în Japonia, după ce au fost modificate legile privind implantarea de celule umane în organisme animale. Anterior, legislaţia impunea cercetătorilor să distrugă după 14 zile embrionii animali în care se implantaseră celule umane. Totodată, legile interziceau implantarea acestor embrioni în uterul unor animale în vederea obţinerii unor pui. Însă, în luna martie, Guvernul japonez a renunţat la aceste legi.
Echipa de cercetători care se ocupă de noul studiu este coordonată de Hiromitsu Nakauchi, profesor de genetică la Universitatea Stanford, California (SUA). Studiul presupune generarea de embrioni animale - de şoarece, şobolan sau porc - cărora le lipseşte un organ specific, de exemplu, pancreasul. În aceşti embrioni modificaţi sunt apoi implantate celule umane iPS care se pot dezvolta pe locul pancreasului. Embrionii astfel modificaţi sunt transplantaţi în uterul unor femele şi, teoretic, ar putea fi obţinuţi pui cu un pancreas uman perfect funcţional. Studiile preliminare au avut rezultate promiţătoare, dar cercetătorii au avut şi eşecuri.
De exemplu, s-a obţinut pancreas de şoarece în organism de şobolan. Dar cercetătorii nu au reuşit acelaşi lucru când au încercat să obţină rinichi de şoarece în şobolan. Nakauchi spune că, de altfel, sunt extrem de departe de a obţine, de exemplu, organe umane cultivate în embrioni de porc, distanţa genetică dintre cele două specii fiind mare. Embrionii animali în care s-au implantat celule umane se mai numesc himere. Procedura prin care se obţin himere ridică probleme etice complexe, mai ales pentru că este imposibil de controlat tipul de organe care se formează în animal după implantarea de celule umane iPS.
Legislaţia în domeniu diferă de la ţară la ţară: în SUA nu există restricţii, în timp ce alte state impun distrugerea himerelor după două săptămâni de la obţinerea acestora. Experţii mai spun că himerele nu pot fi numite hibrizi umano-animali, pentru că ar trebui ca jumătate din ADN-ul din fiecare celulă să fie uman şi jumătate animal. În schimb, himerele conţin un amestec de celule animale şi umane. Pentru a crea embrionul himeră, celule stem umane, care se pot dezvolta in orice tesut, au fost injectate într-un embrion de porc.
“Scopul final este de a creste ţesuturi sau organe funcţionale care pot fi folosite la transplant, dar noi sunt departe de asta. Referindu-se la ineficienta, Belmonte a spus: "Oamenii și porcii sunt separați de o lunga perioadă de timp în evoluţie. Dezvoltarea în uter este, de asemenea, mult mai rapidă la porci - sarcina durează mai puţin de patru luni, comparativ cu aproximativ nouă luni la oameni.” Studiul a readus în discuţie îngrijorări etice privind problema apariţiei unor animale inteligente cu creier umanizat sau posibilitatea ca aceste creaturi bizare să fie eliberate în natură în mod accidental.
Cercetătorii au creat în premieră embrioni himeră care conţin celule suşe umane şi de porc, potrivit unui studiu publicat joi în revista americană Cell, relatează AFP. Acest lucru constituie un prim pas spre dezvoltarea de organe umane de către animale, care ar putea fi apoi recoltate şi grefate pacienţilor. Este "o primă etapă importantă", a subliniat Juan Carlos Izpisua Belmonte, profesor la Institutul Salk de studii biologice din La Jolla, California, principalul autor al studiului. «Scopul final este de a cultiva ţesuturi sau organe umane (pancreas, ficat, inimă) la animale precum scroafele care vor putea fi grefate fără a fi respinse, dar suntem încă departe de acest lucru», a spus Belmonte citat de Agerpres, recunoscând faptul că acest experiment cu circa 1.500 de embrioni de porc timp de patru ani a fost unul foarte dificil.
Oamenii de ştiinţă au implantat celule suşe umane, capabile să devină orice ţesut, în embrioni de porc transferaţi apoi în uterele unor scroafe. Celulele umane nu au fost respinse, întrucât ele au fost injectate în embrionii animali într-un stadiu foarte precoce, în a cincea sau a şasea zi de dezvoltare. Cercetătorii au lăsat aceşti embrioni să se dezvolte numai patru săptămâni, așa cum stipulează reglementările, observând că celulele umane au început să formeze ţesut muscular. Experimentul nu a fost dus până la capăt prin naşterea de purceluşi parţial umani, un subiect foarte controversat care ridică importante probleme de etică, notează AFP. De asemenea, cercetătorii precizează că proporţia celulelor suşe umane în experienţele lor a fost în orice caz scăzută.
Un experiment anterior a permis dezvoltarea unui pancreas, a unei inimi şi a unor ochi de şobolan în embrioni de şoareci, demonstrând că este posibil ca un animal dintr-o specie să dezvolte organele unui exemplar din altă specie. Bruce Whitelaw, profesor de biotehnologie la Universitatea Edinburgh din Marea Britanie, apreciază că acest studiu asupra embrionilor himeră umani şi de porci, la care nu a participat, este "entuziasmant" pentru că "deschide calea spre progrese importante" în acest domeniu. Acest studiu ar urma, de asemenea, să contribuie la o mai bună înţelegere a evoluţiei diferitelor specii şi a bolilor, susţine Darren Griffin, profesor de genetică la Universitatea din Kent, care nu a fost nici el implicat în studiu. El insistă, de asemenea, asupra "importanţei faptului ca viitoarele studii să se desfăşoare în deplină transparenţă, pentru a permite o supraveghere şi o dezbatere publică".
Ai putea fi o himeră?
Cercetătorii chinezi au modificat, în premieră mondială, genomul unor embrioni umani, potrivit unui studiu publicat în revista online Protein & Cell, provocând dezbateri legate de implicaţiile etice, scrie Nature.com. Cercetătorii conduşi de Junjiu Huang, om de ştiinţă în genetică, la Universitatea Sun Yat-sen din Guangzhou, au utilizat embrioni "non-viabili", în dorinţa de a preveni îngrijorările de ordin etic, obţinuţi de la clinicile chineze de fertilitate. Savanţii au încercat să modifice gena responsabilă pentru talasemie (β-thalassaemia), folosind CRISPR/Cas9. Conform acelorasi surse, rezultatele au indicat obstacole majore în calea utilizării metodei în aplicaţii medicale.
Cercetătorii şi-au exprimat îngrijorarea şi referitor la faptul că orice studiu despre modificarea genetică efectuat asupra embrionilor umani ar putea să deschidă un drum fără întoarcere către utilizarea nesigură şi ne-etică a acestor tehnici. Lucrarea publicată de echipa lui Huang pare să determine redeschiderea dezbaterii privind modificarea genetică a embrionilor umani, existând deja informaţii despre alte echipe de cercetători din China care efectuează experienţe pe embrioni umani, potrivit Nature. Tehnica utilizată presupune injectarea în embrion a complexului de enzime CRISPR/Cas9, care duce la formarea de noi legături şi la desfacerea altora, în cadrul ADN-ului, în anumite regiuni cromozomiale. Enzimele pot fi programate să ţintească o anumită genă cu probleme, fiind astfel înlocuită sau reparată cu ajutorul unei alte molecule, introdusă simultan cu enzimele.
Junjiu Huang a studiat capacitatea sistemului CRISPR/Cas9 de a edita gena numită HBB, care conţine informaţia genetică necesară producerii proteinei umane β-globina. Mutatiile din cadrul acestei gene sunt responsabile pentru talasemie (β-thalassemia). Cercetătorii au injectat 86 de embrioni şi au aşteptat apoi 48 de ore, timp suficient pentru ca sistemul CRISPR/Cas9 şi molecula care înlocuia ADN-ul să acţioneze, iar embrionii să ajungă să aibă fiecare opt celule. Dintre cei 71 de embrioni supravieţuitori, 54 au fost testaţi genetic, constatându-se că doar 28 dintre ei s-au divizat cu succes şi doar o parte dintre ei conţineau materialul genetic înlocuitor.
"Dacă vrei să faci acelaşi lucru în cazul embrionilor normali, trebuie să ai o rată de succes a operaţiunii aproape de 100%. Din această cauză ne-am oprit. Credem în continuare că tehnologia este prea imatură", a declarat Huang. Echipa lui Huang a descoperit, de asemenea, un număr surprinzător de mutaţii "în afara celor dorite" despre care cred că au fost provocate de CRISPR/Cas9. Acest efect este unul dintre principalele motive de îngrijorare referitor la tehnicile de modificare genetică a embrionilor, pentru că aceste mutaţii nedorite ar putea fi dăunătoare. Procentul acestui tip de mutaţii a fost mult mai mare în comparaţie cu studiile pe embrioni de şoarece sau celule umane adulte.
Huang a precizat că echipa sa a descoperit, cel mai probabil, doar o mică parte din mutaţiile nedorite pentru că studiul s-a concentrat doar asupra unei porţiuni a genomului, cunoscută ca exom. Etica, o problemă majoră în cercetarea întreprinsă, rămâne în centrul discuţiei. Junjiu Huang a declarat că lucrarea sa a fost respinsă de publicaţiile Nature şi Science, în parte din cauza obiectiilor de ordin etic. Huang a mai spus că criticii lucrării sale au precizat că rata scăzută a succesului şi numărul mare de mutaţii nedorite ar putea fi specifice embrionilor anormali utilizaţi în cadrul studiului. Mai mult, Huang insistă că embrionii constituie un model mult mai util şi important pentru studiu, unul mai apropiat de un embrion uman normal, decât un model bazat pe embrioni de animale sau pe celule umane adulte. Huang planuieşte să afle cum poate scădea numărul de mutaţii nedorite folosind celule umane adulte sau un model bazat pe embrioni de animale. Savantul chinez spune că utilizarea altor tehnici de modificare genetică s-ar putea dovedi de ajutor.
tags: #embrioni #cu #ceule #animale #si #umane