Op 4 augustus 2016 kondigden de Amerikaanse National Institutes of Health (NIH) aan dat ze het moratorium op het creëren van hersenschimmen zouden opheffen. We hebben het over ethisch controversiële experimenten waarbij menselijke stamcellen worden ingebracht in dierlijke embryo's - als resultaat worden organismen gevormd die dierlijke en menselijke eigenschappen combineren. Wetenschappers noemen ze hersenschimmen.
In het oude Griekenland werden hersenschimmen mythologische monsters genoemd met het hoofd en de nek van een leeuw, het lichaam van een geit en de staart van een slang. Dezelfde chimaera's zijn organismen met genetisch ongelijk materiaal. Ze zouden kunnen dienen als handige biologische modellen voor het bestuderen van verschillende ziekten, bijvoorbeeld kanker of neurodegeneratieve syndromen, en zouden een bron kunnen worden voor organen voor transplantatie.
Zodra de experimentele biologie echter in de buurt komt van sciencefiction, vreest het publiek dat dit tot onbedoelde gevolgen kan leiden.
Bij het maken van chimeren worden stamcellen met pluripotentie-eigenschappen gebruikt. Met andere woorden, ze zijn in staat om te transformeren in alle cellen van een menselijk embryo. De cellen worden in zeer vroege stadia ingebracht in de embryoweefsels van modelorganismen (muizen, ratten, apen, varkens en andere dieren), waarna het embryo zich verder kan ontwikkelen.
In september 2015 uitte de NIH zijn bezorgdheid dat als stamcellen in de hersenen van muizen zouden worden geïnjecteerd, dit knaagdieren met veranderde cognitieve vaardigheden zou kunnen zijn - dat wil zeggen dieren met "superintelligentie". Daarom besloot de NIH, die subsidies toekent voor biomedisch onderzoek, de financiering voor experimenten met hersenschimmen op te schorten totdat hun experts de ethische kwestie bestuderen.
Toch waren sommige onderzoeksgroepen in de Verenigde Staten al bezig met het maken van hersenschimmen. MIT Technology Review meldt dat er in 2015 ongeveer 20 pogingen waren om chimeren van varkens en schapen te produceren. Helaas is er nog geen enkel wetenschappelijk werk gepubliceerd en zijn er geen berichten over de succesvolle productie van dieren met menselijk weefsel.
Van links naar rechts: normale muis, muis met rattenkooien, rat met muizenkooien, normale rat
Promotie video:
Experimenten met chimere organismen combineren zowel genetische manipulatie als stamcelbiologie. Het is niet voldoende om alleen pluripotente cellen in het embryo van een dier te introduceren, omdat in dit geval een organisme met catastrofale ontwikkelingsstoornissen kan worden verkregen. Wetenschappers schakelen genen in embryo's meestal uit, zodat ze geen specifieke weefsels kunnen vormen. In dit geval nemen stamcellen de taak op zich om het ontbrekende orgaan te vormen, dat niet verschilt van een mens, waardoor het geschikt is voor transplantatie.
Volgens cardioloog Daniel Garry werden de eerste tests van deze methode in zijn laboratorium uitgevoerd. De onderzoekers ontwierpen varkens zonder skeletspieren en bloedvaten. Zulke dieren zouden niet levensvatbaar zijn, maar wetenschappers voegden stamcellen toe aan de embryo's van een ander varkensembryo.
De resultaten maakten zoveel indruk op het Amerikaanse leger dat ze Harry een subsidie van $ 1,4 miljoen gaven om mensenharten in varkens te laten groeien. De wetenschapper zou zijn onderzoek voortzetten ondanks het moratorium van de NIH, en was een van de elf auteurs die een brief publiceerden waarin hij de beslissing van het biomedisch centrum bekritiseerde.
Wetenschappers zeiden dat het NIH-moratorium een bedreiging vormt voor de ontwikkeling van stamcelbiologie, ontwikkelingsbiologie en regeneratieve geneeskunde, en vroegen zich af of stamcellen een zeer intelligent, gehumaniseerd dier zouden kunnen produceren. In het bijzonder wezen ze erop dat xenotransplantatie-experimenten waarbij zenuwcellen van mensen in de hersenen van muizen worden geïmplanteerd, niet resulteerden in overdreven intelligente knaagdieren.
Menselijke stamcellen (rood) in muizenembryo's in het blastocyststadium
Uit voorzorg laten sommige onderzoekers die aan hersenschimmen werken, niet toe dat hun creaties geboren worden. Embryologen bestuderen embryo's om informatie te verkrijgen over de bijdrage van menselijke stamcellen aan de ontwikkeling van de foetus.
Niettemin, ondanks het feit dat sommige laboratoria op safe spelen, bestaan er al chimere dieren - bijvoorbeeld muizen, begiftigd met het menselijke immuunsysteem. Dergelijke dieren worden gemaakt door de introductie van lever- en thymuscellen van geaborteerde menselijke embryo's in het lichaam van reeds geboren knaagdieren.
Van het grootste belang voor wetenschappers is de creatie van chimeren in het blastocyststadium, wanneer de foetus een bal is die uit enkele tientallen cellen bestaat. Deze methode wordt embryo-complementatie genoemd.
In 2010 slaagden onderzoekers in Japan erin muizen te maken waarvan de alvleesklier volledig uit rattencellen bestond. Hiromitsu Nakauchi, de hoofdauteur van het werk, besloot later om een "menselijk varken" te creëren, waarvoor hij naar de Verenigde Staten moest verhuizen, aangezien wetenschappelijke comités in Japan dergelijke experimenten niet goedkeuren.
De wetenschapper werkt nu aan de Stanford University met een beurs van het California Institute of Regenerative Medicine. De meeste pluripotente cellen die in zijn laboratorium in embryo's worden geïnjecteerd, zijn gemaakt van zijn eigen bloed, zei hij, omdat bureaucratische barrières externe rekrutering van vrijwilligers verhinderen.
De meeste mensen die het woord "hersenschim" horen, stellen zich monsters voor die zijn gemaakt door gekke wetenschappers. Wetenschappers moeten bewijzen dat menselijke cellen zich daadwerkelijk kunnen vermenigvuldigen en complete en gezonde organen bij dieren kunnen vormen. Muizen en ratten zijn genetisch redelijk dichtbij, dus het maken van chimaera's is in dit geval geen probleem. In het geval van mensen en varkens, waarvan de gemeenschappelijke voorouder 90 miljoen jaar geleden leefde, kunnen de zaken anders zijn.
Wetenschappers testen al de complementatie van varkensembryo's met menselijke stamcellen, maar het onderzoek begon pas na de goedkeuring van drie bio-ethische commissies. Stanford University, die het onderzoek uitvoert, heeft de embryonale ontwikkelingstijd beperkt tot 28 dagen (biggen worden geboren na 114 dagen). Desalniettemin zal de foetus voldoende ontwikkeld zijn om te kunnen bepalen hoe goed de orgaanknoppen zich vormen.
Vorige week stelde de NIH voor om het moratorium te vervangen door aanvullende expertise die zou worden uitgevoerd door een commissie van ethici en deskundigen op het gebied van dierenwelzijn. Ze houden rekening met factoren zoals het type menselijke cellen, hun plaatsing in het embryo en mogelijke veranderingen in het gedrag en het uiterlijk van het dier. De bevindingen van de experts zullen de NIH helpen beslissen of het beoordeelde project financiering waard is.
