Nebudeme chodit kolem horké kaše. Nebudeme mudrovat o Frankensteinovi a nebudeme ani přivolávat konec světa. Jsou tu chiméry mezi lidmi a prasaty, i další chiméry – a je to paráda. Vývojový biolog Juan Carlos Izpisua Belmonte ze Salkova institutu biologických věd v kalifornské La Jolle a jeho početný mezinárodní tým v těchto dnech publikovali první recenzovanou vědeckou studii o vytvoření hybridních zárodků z člověka a prasete. Tyto chiméry nebudou děsit spořádané občany, ale časem jim zachrání život, když nebudou mít k dispozici vhodné orgány k transplantacím.
Jak Belmonte a spol. uvádějí v časopise Cell, s chimérami to rozjeli ve velkém. Kromě člověkoprasat také pracují na člověkokravách a myšopotkanech. Není divu, náhradní orgány jsou ostře sledované téma. A jejich chiméry jistě budou velmi prospěšné i při testování nových léků nebo pro výzkum zárodečného vývoje.
Jak udělat takové člověkoprase nebo člověkokrávu? Teoreticky to je vlastně docela jednoduché. Stačí si sehnat pluripotentní kmenové buňky, tedy takové, z nichž může vzniknout téměř každá tělní buňka, a pak je vpravit do raného zárodku druhého druhu. Cizí buňky se pak rozlezou po zárodku a vznikne pozoruhodná chiméra. Zní to jednoduše. Časem vyšlo najevo, že vytvořit životaschopná embrya chimér není úplně jednoduché. Jenže teď žijeme v době raketového rozvoje sofistikovaných molekulárních technologií. A je to znát. Belmonte s kolegy použili maximálně trendy genomový editor CRISPR a jeho pomocí vypínali geny, které v zárodcích příjemce kmenových buněk zodpovídají za tvorbu vybraných orgánů. A embryím nezbylo nic jiného, než si tyto orgány vyrobit z dodaných kmenových buněk cizího původu.
Vědci nejprve začali s myšími embryi. Vypnuli jim příslušné geny CRISPRem, vpíchli do nich kmenové buňky z potkanů a embrya nakonec vložili do dělohy myší matky. Tímto způsobem vytvořili myšopotkaní chiméry, které vypadají jak myši, ale některé jejich orgány tvoří z naprosté většiny buňky potkanů. Myšopotkaní chiméry se normálně narodily a prožily stejně dlouhý a hodnotný život, jako běžné laboratorní myši.
Po úspěšném stvoření myšopotkanů se vědci pustili do chimér mezi mnohem vzdálenějšími druhy savců – lidmi a prasaty. Během výzkumu vpíchli lidské pluripotentní kmenové buňky, které si označili pěkně viditelným zeleným fluorescenčním proteinem, do více než 1 400 prasečích embryí. Belmonte a spol. nechali člověkoprasata vyvíjet několik týdnů a pak je zlikvidovali, poněkud ironicky v souladu s etickými předpisy. Podle badatelů člověkoprasata obsahovala maximálně 1 lidskou buňku na 100 tisíc prasečích, což zase není nijak zvlášť mnoho.
Jak na revoluční výzkum reagují odborníci?
Vývojový biolog Jacob Hanna z Weizmannova institutu věd v izraelském Rehovotu neskrývá nadšení. Je to prý nesmírně důležité, a také vzrušující. Sám je prý mimořádně zvědavý na to, jestli lidské buňky v chimérách mají normální strukturu DNA a expresi genů. Naopak specialista na kmenové buňky Hiromitsu Nakauchi ze Stanfordu v Kalifornii je spíše zklamán tím, že ve vytvořených chimérách bylo tak málo lidských buněk. Podle něj šlo sice o dobrý pokus, výsledek ale prý působí dojmem neúspěchu. K plnohodnotným chimérám asi ještě zbývá urazit pořádný kus cesty. Nakauchi ví, o čem mluví. Jeho tým dělá na člověkoovcích, a zatím se jim to moc nedaří.
Pokud se ale povede dovést výzkum lidských chimér do zdárného konce, tak to přinese revoluci v transplantační medicíně. Až bude někdo potřebovat náhradní orgán, tak mu prostě odeberou kmenové buňky a vypěstují člověkoprase nebo podobnou chiméru, která se pak stane dárcem potřebného orgánu. Pacientovi tím vrátí zdraví a v nejednom případě i zachrání život.
New findings highlight promise of chimeric organisms for science and medicine
Modeling Human Disease - Juan-Carlos Izpisua Belmonte, Salk Institute for Biological Studies
Literatura
Nature News 26. 1. 2017, Cell 168: 473–486.e15.