Раждането на химера полу-човек, полу-животно

Търсенето на начин да се създадат животни с човешки органи има дълга история, а сега се превръща в реалност. Дали науката не е отишла твърде далеч?

Някои учени опитват да отгледат човешки органи в прасета. Credit: Cultura Creative/Alamy

В „Островът на доктор Моро“ (The Island of Doctor Moreau) на Хърбърт Уелс, корабокруширалият герой Едуард Прендик върви през горска поляна, когато случайно среща група от двама мъже и жена, клекнали около паднало дърво. Те са голи, като изключим няколко парцали, завързани около кръста им, с „дебели, груби лица без бради, отстъпващи чела и оскъдна мъхеста коса по челата им“. Прендик отбелязва, че „никога не е виждал такива създания, приличащи на зверове“.

Когато Прендик приближава, те се опитват да го заговорят, но речта им е „дебела и разпръсната“, а главите им се полюшват докато говорят, „рецитирайки някакви сложни безсмислици“. Освен дрехите и външния им вид, той долавя „неустоимото усещане за свиня, просташка поквара“ в поведението им. Те са, заключава той, „гротескно изопачаване на хора“.

Блуждаейки в операционната зала на доктор Моро една вечер, Прендик накрая открива истината: неговият гостоприемник трансформира зверове в хора, извайвайки телата и мозъците им по свое усмотрение. Но въпреки усилията му, той не може да елиминира най-основните им инстинкти и крехкото общество скоро регресира до опасна анархия, което води до смъртта на Моро.

Минали са 120 години, откакто Уелс публикува романа си, но когато четем някои скорошни заглавия, можем да си помислим, че се обръщаме опасно близо към неговата дистопична визия. „Учени, както Франкенщайн, развиват химера полу-човек, полу-животно“, възкликва великобританският Daily Mirror през май 2016 година. „Науката иска да пречупи оградата между хора и зверове“, обявява Washington Times два месеца по-късно, страхувайки се, че съзнаващите животни скоро ще бъдат отприщени в света.


РЕКЛАМА:

***

Омир описва химерата като огнедишащ хибрид между лъв и змия. Credit: Loc/Alamy
Омир описва химерата като огнедишащ хибрид между лъв и змия. Credit: Loc/Alamy

Надеждата е да се имплантират човешки стволови клетки в животински ембрион, за да може да се отглеждат специфични човешки органи. Този подход може, на теория, да осигури готов заместител на болно сърце или черен дроб, което премахва чакането на човешки донор и намалява риска от отхвърляне на органа.

Тези смели и дискусионни планове са кулминацията на изследвания, продължили три десетилетия. Тези експерименти са ни помогнали да разберем някои от най-големите мистерии на живота, очертавайки границите между видовете и изследват как сбирщина от клетки се съединяват в утробата и порастват в живо, дишащо същество.

С новите планове за финансиране на проекти, сега достигаме критичен момент в тези изследвания. „Нещата се движат много бързо в това поле днес“, казва Janet Rossant от Детската болницата в Торонто, която е един от ранните пионери на изследванията върху химери. „Ще разкрие ново разбиране на биологията.“

Това ще стане, ако първо успеем да разрешим някои заплетени етични въпроси – въпроси, които могат да променят завинаги разбирането ни за това какво означава да си човек.

За хилядолетия химерите са били буквално легенди. Терминът идва от гръцката митология, от Омир, който описва странен хибрид, „безсмъртен, нечовек, отпред лъв, а отзад змия, коза в средата“, огнедишащо, докато броди из Ликия, Мала Азия.

В действителност, химерите в науката са далеч по-малко впечатляващи. Думата описва всяко създание, което съдържа съединяване на генетично далечни тъкани. Това може да се случи естествено, ако близнаци ембриони се съединят скоро след зачеването.

Вземете за пример билатералните гинандроморфи, при които едната част от тялото е мъжка, а другата – женска. Тези животни са по същество два неидентични близнака, съединени в центъра. Ако двата пола имат крайно различни белези – както е случаят при много птици и насекоми – това може да доведе до странен външен вид, както северният кардинал, който е оставил половината перушина на тялото си червена, докато останалата част е сива.

Най-често обаче клетките се събират, за да създадат фина мозайка в цялото тяло, а химерите изглеждат и се държат като други индивиди от същия вид. Дори има шанс ти да си химера. Изследвания показват, че поне 8% от неидентичните близнаци са абсорбирали клетки от техния брат или сестра.

Животните от гръцките легенди със сигурност не могат да бъдат открити в природата. Но това не е спряло учените да опитват да създадат свои собствени хибридни химери в лабораториите си.

Janet Rossant, по това време в Университета Брок, Канада, е била една от първите успели. През 1980 година тя публикувала статия в списание Science, в която съобщвала за химера, която комбинирала два вида мишки: лабораторна мишка албинос (Mus musculus) и мишка Ryukyu (Mus caroli), див вид от Източна Азия.

През 1980 година хибридна химера била създадена от два вида мишки. Credit: Dietmar Nill/Naturepl.com
През 1980 година хибридна химера била създадена от два вида мишки. Credit: Dietmar Nill/Naturepl.com

Предишни опити да се създаде хибридна „междувидова“ химера често завършвали с разочарование. Ембрионите просто не успявали да се закрепят в матката, а тези, които успявали, били деформирани и закърнели, като често били помятани преди да настъпи терминът.

Техниката на Rossant включва деликатна операция в критичен момент от бременността, около четири дни след съвкупление. На този етап оплодената яйцеклетка е достигнала до стадиий бластоцист. Той съдържа вътрешна клетъчна маса, заобиколена от защитен външен слой, наречен трофобласт, който продължава да образува плацентата.

Докато работела с William Frels, Rossant взела M. musculus и я инжектирала с вътрешна клетъчна маса от другия вид, M. caroli. След това импантирала така получения бластоцист обратно в майки от вида M. musculus. Като проверили дали трофобластът на  M. musculus е непокътнат, те се уверили, че получената плацента ще отговаря на ДНК на майката. Това помогнало ембрионът да се закрепи в матката. След това изчакали 18 дни, за да се развие бременността.

Това било огромен успех; от 48 мишлета потомство, 38 били смес от тъкани и на двата вида. „Ние показахме, че наистина може да се премине бариерата между видовете“, казва Rossant. Смесицата била очевидна при козината на мишките, с бели петна от мишката албинос M. musculus и жълтеникавокафяви ивици от M. caroli.

За да се създаде хибрид, клетки от един вид били инжектирани в друг. Credit: Sinclair Stammers/SPL
За да се създаде хибрид, клетки от един вид били инжектирани в друг. Credit: Sinclair Stammers/SPL

Дори нравите им били видимо различни от тези на техните родители. „Беше очевидно странна смесица“, казва Rossant. „M. caroli са много скокливи – трябва да ги сложите на дъното на коша, за да се уверите, че няма да скочат върху вас, и трябва да боравите с тях с пинсета и кожени ръкавици.“ M. musculus са много по-спокойни. „Химерите бяха нещо по средата.“

С днешното разбиране на неврологията, Rossant мисли, че това може да ни помогне да изследваме причините защо различните видове се държат по определен начин. „Можеш да нанесеш на карта поведенческите различия на различните зони от мозъка, които са били заети при двата вида“, казва тя. „Мисля, че това може да е много интересно за изследване.“

В началото на работата си, Rossant използвала тези химери да проучва нашата основна биология. Още когато генетичният скрининг е бил в начален стадий, отбелязаните разлики между двата вида помогнали да се идентифицира разпространението на клетки в тялото, което позволило на биолозите да изследват кои елементи от ранния ембрион след това създават различните органи.

Двете родословия могат дори да помогнат на учените да изследват ролята на определени гени. Те могат да създадат мутация в някои от най-ранните ембриони, но не и в другите. Наблюдението на ефекта върху получената химера може да помогне за разделянето на многото функции на гена сред различни части от тялото.

Чрез техниката на Rossant скоро се появили няколко други хибридни химери в различни лаборатории по света. Те включват химера между овца и коза, наречена geep.  Животното било поразителна гледка, кръпка от вълна и груби косми. Time я описва като „шега на гледачът на животни: коза, облечена с пуловер от ангорска вълна“.

Rossant също съветвала различни консервационни проекти, които се надявали да използват техниката, за да имплантират ембрионите на застрашени видове в матките на домашни животни. „Не съм сигурна, че това е проработило напълно, но идеята все още съществува.“

Сега целта е да се добавят хора към микса, в проект, който може да възвести нова ера на „регенеративната медицина“.

Микс между коза и овца, т.нар. geep. Credit: Geoff Tompkinson/SPL
Микс между коза и овца, т.нар. geep. Credit: Geoff Tompkinson/SPL

За две десетилетия докторите са опитвали да намерят начини да събират стволови клетки, които имат потенциала да формират всякаква тъкан и да ги накарат да създадат нови органи в петриево блюдо. Стратегията би имала огромен потенциал при заменянето на болни органи.

„Единственият проблем е, че въпреки че тези клетки са подобни на онези в ембриона, те не са идентични“, казва Juan Carlos Izpisua Belmonte от Института по биология Солк в Ла Хоя, Калифорния. Досега нито едни не са били подходящи за трансплантация.

Izpisua Belmonte и шепа хора като него мислят, че отговорът се крие в стопанския двор. Целта е да се създадат животни химери, които могат да отглеждат органи по поръчка. „Ембриогенезата се случва всеки ден и ембрионът излиза перфектен през 99% от случаите“, казва Izpisua Belmonte. „Ние не знаем как да направим това ин витро“, но животните го правят много добре, така че защо да не оставим природата да свърши тежката работа?“

За разлика от „geep“, която представила мозайка от тъкан по цялото си тяло, чуждата тъкан при тези химери би била ограничена до специфични органи. Чрез манипулирането на определени гени, изследователите се надяват да елиминират определения орган в приемника, създавайки празно пространство за човешките клетки да се заселят и да пораснат до желания размер и форма. „Животното е инкубатор“, казва Pablo Juan Ross от Калифорнийския университет – Дейвис, който също изследва вероятността.

Ние вече знаем, че на теория е възможно. През 2010 година Hiromitsu Nakauchi от Медицинското училище към Станфордския университет и колегите му създали панкреас на плъх в тяло на мишка, като използвали подобна техника. В момента прасетата са предпочитаният приемник, тъй като анатомично са забележително подобни на хората.

Ако успее, стратегията може да реши много от проблемите днес с даряването на органи.

Съветският маймуно-човек

Днешните планове да се създаде химера между човек и животно може да са провокирали дискусии, но те са нищо в сравнение със скандалните експерименти на Илия Иванов, познат също като „Червеният Франкенщайн“. С надеждата да докаже нашите близки еволюционни връзки с другите примати веднъж завинаги, Иванов измислил шантава схема, чрез която да развъди хибрид между човек и примат.

Започнал в средата на 20-те години, като опитал да осемени шимпанзета с човешка сперма и дори опитал да трансплантира женски яйчници в шимпанзе на име Нора, но тя умряла преди да може да зачене.

Когато всичко друго се провалило, той събрал пет съветски жени, които искали да износят хибрида. Обаче предстоящият баща – наречен Тарзан – умрял от кръвоизлив в мозъка, преди той да може да осъществи плана си. Накрая Иванов бил арестуван и заточен в Казахстан през 1930 година, заради подкрепа на „международната буржоазия“ – престъпление, което няма нищо общо с плашещите му експерименти.

„Средното време, в което се чака за бъбрек, е три години“, обяснява Ross. За разлика от това, изработените по поръчка органи, отгледани в прасе, могат да бъдат готови за по-малко от пет месеца. „Това е друго предимство при използването на прасета. Те растат много бързо.“

Освен трансплантацията, една химера между човек и животно може също да промени начина, по който търсим нови лекарства.

В момента много нови лечения може да бъдат ефективни при опити с животни, но имат неочаквани ефекти при хората. „Всичкото това време и пари са изгубени“, казва Izpisua Belmonte.

Да речем, че се изследва ново лекарство за заболяване на черния дроб. „Ако можехме да сложим човешки клетки в черния дроб на прасе, тогава още през първата година на разработка на това съединение бихме могли да разберем дали е токсично за хора“, казва той.

Rossant се съгласява, че подходът има голям потенциал, въпреки че това са първите стъпки по много дълъг път. „Възхищавам се на смелостта им да се захванат с това“, казва тя. „Изпълнимо е, но трябва да кажа, че има някои сериозни предизвикателства.“

Много от тези трудности са технически.

Това не е кръстоска между коза и овца. То е просто овца от медицинска стомана, която издържа финансово Българска Наука. :) Подкрепете ни като щракнете върху снимката.
Това не е кръстоска между коза и овца. То е просто овца от медицинска стомана, която издържа финансово Българска Наука. 🙂 Подкрепете ни като щракнете върху снимката.

Еволюционното разстояние между хората и прасетата е много по-голямо, отколкото това между плъх и мишка и учените знаят от опит, че това прави още по-трудно захващането на донорните клетки. „Трябва да създадеш условията, в които човешките клетки да оцелеят и да виреят“, казва Izpisua Belmonte. Това ще включва търсенето на първичния източник на човешките стволови клетки, способни да се трансформират във всякаква тъкан и вероятно генетично да модифицират приемника, за да го направят по-гостоприемен.

Но етичните съображения до момента пречат на изследването. През 2015 година Националните здравни институти на САЩ обявили мораториум на финансирането на проекти за химера между човек и животно. Оттогава са обявили и плановете да премахнат тази забрана, при условие че всеки експеримент ще премине през допълнителен преглед, преди да е одобрено финансирането. Междувременно, на Izpisua Belmonte са му били отпуснати 2.5 милиона долара при условие, че използва маймунски вместо човешки стволови клетки, за да създаде химера.

Едно особено емоционално притеснение се състои в това, че стволовите клетки ще достигнат мозъка на прасето, създавайки животно, което споделя някои от нашите обноски и способности. „Наистина мисля, че това е нещо, което трябва да се има предвид и да се дискутира подробно“, казва Rossant. Все пак тя открила, че нейните химери споделят темперамента и на двата вида. Би било наистина ужасяващо да създадеш човешки ум, затворен в тялото на животно – кошмар, пасващ на Уелс.

Учените посочват някои възможни предпазни мерки. „Инжектирайки клетките в определен етап от развитието на ембриона, можем да предотвратим това“, казва Izpisua Belmonte. Друга опция може да е стволовите клетки да бъдат програмирани със „самоубийствени гени“, които биха ги накарали да се самоунищожат при определени условия, за да им попречи да се вградят в неврална тъкан.

Хибридите между коза и овца са много редки. Credit: Photos 12/Alamy
Хибридите между коза и овца са много редки. Credit: Photos 12/Alamy

Дори и така, тези условия не са убедили Stuart Newman, клетъчен биолог от Медицинския колеж в Ню Йорк, САЩ. Той казва, че е бил загрижен за посоката на това изследване още от създаването на geep през 80-те. Неговите притеснения не са толкова за днешните планове, а за бъдещите, когато химерата неотклонно ще придобие повече човешки характеристики.

„Тези неща стават все по-интересни, научно и клинично, колкото по-човешки са“, казва Newman. „Така че можеш да кажеш сега, че „никога няма да направиш нещо, което е твърде близо до човек“, но съществува вътрешният импулс да го направиш… Цялото начинание има някакъв вид инерция, която те кара да искаш да отиваш все по-далеч.“

Нека предположим, че учените създадат химера, за да изследват ново лечение за Алцхаймер. Екип от учени би могъл да започне с позволението да създаде химера, която има, да речем, 20% човешки мозък, но да решат, че 30% или 40% ще са необходими за правилното разбиране на ефектите на новото лекарство. Научните органи за финансиране често изискват все по-амбициозни цели, казва Newman. „Не че хората са толкова амбицирани да създадат абоминация… но нещата просто продължават, няма естествена точка, до която да спрат.“

Също толкова важно е, мисли той, че това ще притъпи сетивата ни за собствената ни хуманност. „Тъкмо преобразуването на културата ни позволява да преминаваме тези граници. Това си играе с идеята за човека просто като материален обект“, казва той. Например, ако съществува човешка химера, може би няма чак толкова да се притесняваме да манипулираме собствените си гени, за да създадем дизайнерски бебета.

Newman не е единственият, който мисли по този начин.

John Evans, социолог от Калифорнийския университет в Сан Диего, САЩ, посочва, че самата дискусия за химерата между човек и животно се концентрира върху когнитивните им способности.

Например ние можем да решим, че е нормално да се отнасяме към тях по един начин, тъй като им липсва човешка рационалност или език, но тази тренирана логика може да ни подведе, когато вземем предвид други хора от собствения ни вид. „Ако обществото мисли, че човекът е компилация от способности, съществуващите хора с по-малко от ценените способности ще бъдат считани за по-малко стойностни“, пише Evans.

От своя страна, Izpisua Belmonte мисли, че много от тези притеснения – особено по-сензационните заглавия – са прибързани. „Медиите и регулаторите мислят, че ще можем да отглеждаме важни човешки органи в прасета още утре“, казва той. „Това е научна фантастика. Ние сме в най-ранния етап.“

Както твърди уводната статия в списание Nature, нашите вътрешни реакции не бива да формират моралната дискусия. Идеята за химера може да е отвратителна за някои, но страданията на хора с нелечими заболявания са също толкова ужасяващи. Нашите решения трябва да се основават на нещо повече от първоначалните ни реакции.

До каквито и заключения да достигнем, трябва да сме наясно, че последиците могат да се прострат далеч от ръката на науката. „Как говорим за хората по време на този дебат неволно може да промени начина, по който гледаме на себе си“, пише Evans.

Въпросът какво определя нашата човешка природа е в крайна сметка сърцевината на класическия роман на Уелс. Щом Прендик успява да избяга от острова на доктор Моро, той се завръща към живот на усамотение в околностите на Англия, предпочитайки да прекарва самотните нощи, гледайки небесата.

След като е станал свидетел на насилственото скъсване на границата между видовете, той не може да срещне друго човешко същество, без да види чудовището във всеки един от нас. „Изглежда аз също не съм разумно същество, а само животно, измъчвано от някакво странно разстройство на мозъка, което го е изпратило да скита сам, като овца, поразена от ценуроза.“

Превод: Никол Николова

Източник: BBC


Европейска нощ на учените 2022 г.: