Urodzony w chińskim laboratorium samiec to produkt bezprecedensowego eksperymentu, w którym wykorzystano pluripotencjalne komórki macierzyste dwóch genetycznie odrębnych zapłodnionych komórek jajowych tego samego gatunku. W ten sposób powstała niezwykła chimera, osobnik makaka krabożernego (Macaca fascicularis) jedyny w swoim rodzaju.
Czytaj też: Czym jest ludzki embrion? Musimy to przemyśleć
Nie jest to pierwsza na świecie żywa małpa sztucznie utworzona z połączenia wielu zapłodnionych komórek jajowych, ale po raz pierwszy wprowadzony materiał genetyczny stanowi tak znaczący procent składu tkanki noworodka. Wstrzyknięte komórki macierzyste stanowiły 92 proc. tkanki mózgowej małpy i łącznie stanowiły 67 proc. składu zwierzęcia. Szczegóły opisano w czasopiśmie Cell.
Dr Zhen Liu z Chińskiej Akademii Nauk (CAS) mówi:
To od dawna poszukiwany cel w tej dziedzinie. Ta praca może pomóc nam w wygenerowaniu dokładniejszych modeli małp do badania chorób neurologicznych, a także innych badań biomedycznych.
Chimera, jakiej jeszcze nie było
W biologii mianem “chimery” określa się organizm składający się z komórek pochodzących od więcej niż dwóch rodziców. Poprzednie badania chińskich naukowców zaowocowały stworzeniem chimerycznych małpich płodów, których potomstwo zawierało niski udział komórek dawcy w różnych tkankach, wynoszący od 0,1 do 4,5 proc. Tutaj pobito wszelkie rekordy.
Czytaj też: “Kompletny” ludzki embrion stworzony z komórek macierzystych. Przekroczono kolejną granicę
Do barwienia tych pluripotencjalnych komórek macierzystych, które wprowadzono do embrionu, wykorzystano białko zielonej fluorescencji, aby monitorować, do rozwoju której części małpy najbardziej się zaangażowały. Wyniki przeszły najśmielsze oczekiwania. Po urodzeniu, młody makak miał plamy dosłownie na całym ciele, w tym opuszkach palców i oczach. Sekwencjonowanie genów wykazało, że komórki macierzyste dawcy były obecne w 26 różnych typach tkanek, stanowiąc od 21 do 92 proc. tej tkanki – najwięcej w mózgu.
Niestety, młoda małpa przeżyła zaledwie 10 dni, po czym doznała niewydolności oddechowej i hipotermii, a następnie została poddana eutanazji. Dokładna przyczyna pogorszenia stanu zdrowia nie jest jeszcze znana, ale uczeni uważają, że mogą za to odpowiadać różnice epigenetyczne między typami komórek.
Eksperymenty, mimo iż zgodne ze wszystkimi międzynarodowymi standardami, wciąż budzą poważne wątpliwości natury etycznej. Istnieje duże zainteresowanie tworzeniem takich organizmów ze względu na potencjalne wykorzystanie jako źródło do przeszczepów organów dla ludzi. Co więcej, ponieważ komórki macierzyste dawcy można poddać edycji genetycznej, możliwe jest wykorzystanie chimer do modelowania chorób lub testowania nowych leków.
Niestety, ogólna wydajność procesu tworzenia chimer “pozostaje niska”, co może wynikać ze sposobu, w jaki komórki macierzyste lub zarodki są hodowane w laboratorium. Na przykład po wstrzyknięciu komórek macierzystych dawcy do zarodka gospodarza wiele komórek ulega zaprogramowanej śmierci komórkowej (apoptozie), więc poprawienie wskaźników przeżycia embrionu to ciągłe wyzwanie.