Wissenschaftler schaffen erfolgreich Human-Pig Chimera-Embryonen

Chimären, Tiere mit einer Mischung aus DNA und Zellen von mehr als einer Art, sind ein umstrittenes Thema, um es gelinde auszudrücken. Bis letzten August gab es ein Verbot der Bundesfinanzierung für jegliche Chimärenforschung in den USA. Aber das hielt die Forscher am Salk-Institut nicht davon ab, die in den letzten vier Jahren private Mittel für die erfolgreiche Erzeugung von Human-Pig-Chimärenembryonen verwendet haben. nach ihrem neuen Papier in der Zeitschrift Zelle.

Das Schaffen von Chimären ist aus mehreren Gründen ein wissenschaftlich sehr wichtiges Projekt, das dringendste ist jedoch die Organtransplantation. Täglich sterben 22 Menschen, weil sie nicht rechtzeitig die benötigten Organspenden erhalten haben. In Zukunft könnte es noch schlimmer werden. Wissenschaftler haben sich lange vorgestellt, menschliche Organe bei Tieren wachsen zu lassen, um die Spenderversorgung zu erhöhen, aber diese Forschung bringt dieses Science-Fiction-Ziel der Realität näher als je zuvor.

Wir können nicht einfach menschliche Organe in Tieren züchten, aus dem gleichen Grund, aus dem wir keine tierischen Organe in unseren Körper verpflanzen können: Sie werden mit ziemlicher Sicherheit von unserem Immunsystem abgestoßen, das das Gewebe als fremd erkennt. Stammzellen, eine andere Möglichkeit, menschliche Organe außerhalb eines menschlichen Körpers zu züchten, sind ebenso schwierig und lehnen es oft ab, in das erforderliche Organ hineinzuwachsen. Chimären sind ein perfekter Mittelweg, indem menschliche Zellen in einen jungen tierischen Embryo injiziert werden. Der entstehende Organismus ist weder ein Schwein noch ein Mensch. Daher ist es weniger wahrscheinlich, dass seine Organe von beiden Arten abgestoßen werden.

Über einen Zeitraum von vier Jahren entwickelten die Forscher des Salk-Instituts eine Methode, mit der Schweineembryonen, denen menschliche Zellen injiziert wurden, überleben konnten. Es ist bereits bekannt, dass Schweine den Menschen in ihrer anatomischen Struktur sehr ähnlich sind, aber das bedeutet nicht, dass die Erzeugung von Mensch-Schwein-Chimären einfach war. Zu diesem Zweck versuchten und versagten die Wissenschaftler viele Male, indem sie die menschlichen Stammzellen an verschiedenen Schwangerschaftspunkten injizierten, bis sie eine Zeitspanne fanden, in der die Embryonen überleben konnten.

"Wir haben drei verschiedene Arten menschlicher Zellen ausprobiert, die im Wesentlichen drei verschiedene Zeiten repräsentieren", so der Wissenschaftler des Salk Institute und der Autor des Papiers, Jun Wu, gegenüber National Geographic. Die Forscher stellten fest, dass naive pluripotente Zellen (der Name für frühe Stammzellen, die sich zu jeder Art von Gewebe entwickeln können) mit geringerer Wahrscheinlichkeit überleben als solche, die sich etwas weiterentwickelt hatten. Die Embryonen, denen diese Stammzellen injiziert worden waren, überlebten und wurden dann erwachsenen Schweinen injiziert und vier Wochen lang transportiert, bevor sie zur Untersuchung von Wissenschaftlern entnommen wurden. Insgesamt schufen die Forscher 186 Chimärenembryonen, die bis zu diesem Zeitpunkt überlebten. "Wir schätzen ungefähr eine von 100.000 menschlichen Zellen", sagt Wu.

Das ist ein extrem niedriger Prozentsatz, der erheblich erhöht werden müsste, bevor die gewachsenen Organe eine Überlebenschance als Transplantat hätten. Aber es ist ein ermutigender erster Schritt. Das Endziel besteht darin, Embryonen unter Verwendung der Stammzellen eines Patienten zu züchten, der eine Transplantation benötigt. Wenn der Prozentsatz an verwendeten menschlichen Zellen hoch genug wäre, besteht fast keine Chance, dass diese chimären Organe bei der Transplantation abgestoßen würden.

Dieses Ziel ist noch weit entfernt, aber das bedeutet nicht, dass das Experiment vorerst unbrauchbar ist. Durch die Untersuchung dieser chimären Embryonen können Forscher allerhand wichtige Erkenntnisse gewinnen. Ihr Verständnis könnte zu einem besseren Verständnis von Krankheiten und der Entwicklung menschlicher Embryonen führen. Diese Erkenntnisse könnten auf lange Sicht genauso wertvoll sein wie die Schaffung transplantierbarer chimärer Organe.

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