I f ses et nærbilde av embryoet i e. Hvis man ser godt etter, anes ryggsøylen som en bue under den mørkerøde flekken, et lite forbein stikker opp, og hodet er den store runde formen til venstre med øyet som en liten, mørk flekk. (Foto: Dr. Belmonte/Cell)
I jakten på evig liv har forskere skapt et monster: Menneskegrisen
Blandinger av dyr og mennesker, kimærer, ble i det antikke Hellas betraktet som forferdelige monstre, men i dag er de ekstremt verdifulle for biomedisinsk forskning. Nå har amerikanske forskere skapt et menneske-grisefoster som skal bidra til å gjøre oss udødelige.
Blodig, blek og lyserød på det hvite laboratoriebordet ligner purkas forplantningsorgan, litt lik en medisterpølse.
Like før dette har forskerne skåret den ut av en gravid purke, og med spenning leter de etter resultatet: en liten, mørkerød flekk midt i et spindelvev av blodårer.
Det er et embryo, det tidligste forstadium av et foster, og det er mulig å skimte hode, ryggrad og et begynnende forbein bak den gjennomsiktige, beskyttende hinnen.
Dette øyeblikket har professor Juan Carlos Izpisua Belmonte ved Salk Institute of Biological Studies i La Jolla, USA, ventet veldig lenge på.
– Ideen er enkel, men det har vært mange utfordringer, både tekniske, vitenskapelige og etiske. Så vi er veldig glade for det vi har oppnådd i dag, sier han.
Det lille embryoet er nemlig en sensasjon.
For første gang noensinne er stamceller fra mennesker og griser blandet. Resultatet er et foster – en menneskegris.
Studien er nettopp offentliggjort i det vitenskapelige tidsskriftet Cell.
Første skritt mot erstatningsorganer
Slike blandingsorganismer – kimærer – er ekstremt verdifulle. De kan gi innsikt i menneskets tidlige utvikling, og de kan brukes til å teste nye medikamenter.
Men det viktigste er at det kan gi oss erstatningsorganer, som vokser som en del av griser.
– Målet er å skape et menneskeorgan i et vertsdyr, sier Juan Carlos Izpisua Belmonte.
Organmangel er stort problem, og studien peker på en løsning der vi får ubegrenset adgang til livsviktige organer som hjerte, lever og nyrer. Belmonte, som nylig publiserte en slags «livseliksir» som kan forlenge livet med 30 prosent i mus, ser for seg en fremtid der vi kan bli udødelige.
– Forestill deg at vi hele tiden skaper friske, unge organer til å erstatte skadede eller nedslitte organer, da vil vi i en fjern fremtid kanskje finne en måte å leve som unge for evig. Det er nok en drøm, og det vil kanskje ikke skje før om svært lang tid, sier Belmonte.
Dansk forsker: – Dette er veldig spennende
Poul Hyttel, professor ved Institut for Veterinær- og Husdyrsvidenskab ved Københavns Universitet, er begeistret.
Annonse
– Dette er veldig spennende, og det er en veldig raffinert teknologi, sier han.
– Det er jo en veldig fin tanke å kunne helbrede menneskekroppen med organer utviklet i griser i stedet for kortsiktige medikamenter.
Han peker på at grisefostrene med menneskeceller er en del av en eksplosiv utvikling innen stamcelleforskningen.
Spørsmålet er imidlertid hvor menneskelige grisene kan bli, etisk sett.
Den nye studien har fulgt to ulike spor, som begge utgjør gjennombrudd.
Først brukte forskerne rotter og mus til å danne kimærer fra stamceller.
Nøkkelen viste seg å være å få timingen helt riktig, slik at rottecellene var i samme stadium som musecellene når ble blandet.
Forskerne oppnådde en effektivitet på 20 prosent, og blandingsdyrene lignet på mus og levde opp mot to år.
Utfordring å få «rene» organer
En utfordring ved kimærene er å få «rene» organer. Det er helt tilfeldig hvordan de to celletypene blandes, og dermed hvor mange rotteceller som ender i et organ.
Men i 2010 viste en annen stamcelleforsker, Hiromitsu Nakauchi ved Tokyo Universitet i Japan, at det var mulig å få en bukspyttkjertel fra en rotte til å vokse inne i mus.
Annonse
Trikset er en smart måte å bruke den nye CRISPR-Cas9-teknologien, som gjør det mulig å redigere i arvemassen.
Lær hvordan CRISPR Cas9 fungerer her eller åpne en større versjon:
Ved å fjerne et gen som styrer utviklingen av bukspyttkjertelen i mus, kan man få rottestamcellene til å fylle tomrommet.
Belmonte og hans kolleger har gjennomført eksperimenter med en rekke ulike gener som styrer utviklingen av henholdsvis øyet, hjerte og bukspyttkjertel. Den største suksessen var bukspyttkjertelen. De klarte å skape mus med normalt blodsukkernivå.
Hiromitsu Nakauchi og hans kolleger har nettopp publisert en studie i Nature som viser potensialet av metoden.
De lot insulinproduserende celler fra muse-stamceller vokse i bukspyttkjertelen til rotter. Deretter transplanterte de cellene til mus med diabetes. Det gjorde dem friske. Det vil være som å kurere diabetes 1 hos mennesker.
Det er altså ingen tvil om at man kan dyrke «fremmede» organer i dyr.
Griser er billigere enn kuer
Forskerne bak studien – professor Juan Carlos Izpisua Belmonte sammen med førsteamanuensis Jun Wu fra Salk Institute i La Jolla, USA. (Foto: Dr. Belmonte/Cell)
Nå var alt klart for finalen: å dyrke menneskeceller i et annet pattedyr.
Annonse
Juan Carlos Izpisua Belmonte og teamet hans bestemte seg for å bruke kuer og griser. De er omtrent riktig størrelse og genene til disse dyrene er kjent i detalj.
De to dyrene er omtrent like langt evolusjonært fra mennesket – linjene våre skilte lag for om lag 95 millioner år siden.
Det moderne mennesket, Homo sapiens, så dagens lys for bare om lag 200 000 år siden, menneskeslekten Homo for 2,5-3 millioner år siden, og da dinosaurene døde ut for 65 millioner år siden, hadde vi og kua og grisen allerede skilt lag for lenge siden.
Verden har endret seg, og det har vi og husdyrene våre også.
Som å kjøre inn på en veldig rask motorvei
Etter hvert gikk forskerne over til å fokusere på griser, som er billigere og mer praktiske å arbeide med.
Igjen er timingen avgjørende. Forskerne matchet de menneskelige stamcellene til cellene i grisens fosteranlegg og traff det riktige nivået av pluripotens, altså små indre forskjeller i cellens evne til å utvikle seg til alle organer.
Siden grisens drektighet bare er en tredjedel av menneskets graviditet, sammenlignet forskerne det med å kjøre inn på motorveien fra en liten sidevei.
– Hvis man kommer i forskjellig fart, vil det skje ulykker, påpeker Belmonte.
Forskerne injiserte flere forskjellige former av stamceller inn i grisers fosteranlegg for å se hvilke som klarte seg best. De fant ut at et nivå midt mellom tidlig og sein pluripotens fungerte best. Embryoet ble dannet i laboratoriet og satt inn i en purke ved kunstig befruktning.
Der fikk celleklumpen utvikle seg i 28 dager før grisen ble slaktet. Deretter kunne Belmonte og kollegene hans studere sitt skaperverk.
Flere forskjellige markører viste at menneskecellene ikke var avstøtt.
Menneskecellene var blitt en del av muskler og andre organer – men ikke i hjernen.
Kimærene gir også innsikt i artenes utvikling. En viktig anatomisk forskjell på mus og rotter er at rotter har mistet galleblæren i løpet av de 18 millioner år siden en felles forfar. Men i rotte/mus-kimærene finner forskerne både en galleblære og rotteceller – de røde cellene midt i bildet. Funnet viser at rottene har beholdt genene, men at det må være miljøet i embryoet som er avgjørende for å danne galleblæren og dirigere utviklingen. (Foto: Dr. Belmonte/Cell)
Selv om mange av fostrene så normale ut, var de litt små av vekst. Det var heller ikke like stor oppblanding som med rotter og mus, trolig på grunn av den evolusjonære avstanden.
Belmonte mener det viser at det fortsatt er en lang vei å gå.
For ham er det viktige at det er mulig.
Kan kanskje erstatte organdonasjoner
Denne forskningen kan gi nye muligheter til pasienter som har problemer med bestemte celler eller organer.
I stedet for å vente på en organdonor med en kompatibel vevstype, kan legene kanskje ta celler fra pasienten, gjør dem om til stamceller og la et nytt hjerte vokse i en gris.
Organet vil være ungt og sterkt, og ha helt riktige gener, slik at det ikke er fare for avstøtning eller bivirkninger fra immundempende medisiner.
Akkurat når den fremtiden kommer, eller hvilke organer man vil kunne erstatte, kan ikke forskerne si.
– Det er mange utfordringer å overvinne, og vi trenger nye gjennombrudd. Det kan komme i år eller det kan ta et tiår. Men tross alle utfordringene viser rotte/mus-kimæren at det er håp. Jeg tror det blir en realitet en dag, sier Belmonte.
