Ihmisen soluja yhdistettiin apinan alkioon ensimmäistä kertaa – Tavoitteena kasvattaa ihmisen varaosia sijais­isäntänä toimivassa eläimessä - Tiede | HS.fi

Ihmisen soluja yhdistettiin apinan alkioon ensimmäistä kertaa – Tavoitteena kasvattaa ihmisen varaosia sijais­isäntänä toimivassa eläimessä

Alkiot kehittyivät 20 päivän ajan, mutta ne kasvoivat ikään kuin vinoon. Ihmissolut jäivät apinan soluista jälkeen.

Ihmissolut erottuvat apinan alkiossa punaisina.

20.4. 9:41

Tutkijat ovat onnistuneet yhdistämään ihmissoluja apinan alkioon ensimmäistä kertaa historiassa, selviää tuoreesta yhdysvaltalais-kiinalaisesta tutkimuksesta.

Tavoitteena on kasvattaa ihmisten elimiä sijaisisäntinä toimivissa eläimissä esimerkiksi sydämen, maksan ja munuaisten elinsiirtoja varten. Kokeiden avulla voidaan tutkia myös ihmisten varhaiskehitystä ja sairauksien etenemistä.

Kahdesta geneettisesti erilaisesta solukannasta muodostuvia eliöitä eli kimeerejä on yritetty kehittää jo 1970-luvulta lähtien. Termi kimeeri on peräisin antiikin Kreikan myyttisestä pedosta, jolla on leijonan pää, vuohen ruumis ja käärmeen pyrstö.

Ensimmäiset kimeerikokeet tehtiin geneettisesti toisiaan lähellä olevilla eläimillä, jyrsijöillä. Muun muassa Tokion ja Stanfordin yliopistoissa työskentelevä kantasolututkija Hiromitsu Nakauchi istutti hiiren kantasoluja rotan alkioon, jonka haiman kehitys oli estetty.

Tuloksena syntyi rotta, jolla oli hiiren soluista rakennettu haima. Se siirrettiin diabetesta sairastavalle hiirelle, jonka verensokerin säätely palasi uuden haiman ansiosta normaaliksi.

Ihmissoluilla vastaavaa kokeiltiin ensimmäisen kerran vuonna 2017, kun biologiaan erikoistuneen yhdysvaltalaisen Salk-instituutin tutkimusryhmä yritti istuttaa ihmisen kantasoluja sian alkioon.

Sika valikoitui koe-eläimeksi, koska se on helposti hallittava ja sopivan kokoinen ihmisen elinten kasvattamiseen.

Koe kuitenkin epäonnistui, sillä ihmissolut eivät kiinnittyneet sian alkioon. Vajaan kuukauden kasvun jälkeen vain joka sadastuhannes solu oli peräisin ihmiseltä.

Tuoreessa tutkimuksessa biologi Juan Carlos Izpisúa Belmonten johtama ryhmä testasi, voisiko ihmissoluja yhdistää sikojen sijaan meitä geneettisesti lähempänä olevaan eläimeen, jaavanmakakiin.

Tutkijat käyttivät kokeessa ihmisen ihosoluja, jotka taannutettiin takaisin kantasoluiksi. Lisäksi soluja muokattiin niin, että ne tuottivat fluoresoivaa eli valaisevaa proteiinia. Näin tutkijat pystyivät seuraamaan niiden osallistumista alkion kehitykseen.

Koe toteutettiin kokonaan laboratoriossa. Kantasolut ruiskutettiin 132:een jaavanmakakin alkioon kuusi päivää niiden hedelmöityksen jälkeen. Alkioita kasvatettiin solumaljoissa 20 päivän ajan, kunnes ne lopetettiin.

Viikon kuluttua ihmissoluja löytyi kaikista alkioista ja vajaan kahden viikon kuluttua joka kolmannesta. Tilanne oli 19 päivän jälkeen heikentynyt merkittävästi: enää kolme alkiota oli hengissä.

Tutkijoiden mukaan ihmissolujen osuus pysyi kuitenkin loppuun asti suurena niissä alkioissa, jotka jatkoivat kehittymistään.

Tutkimus julkaistiin Cell-tiedelehdessä.

 ”Siinä on siis ikään kuin tungettu vääränlaista avainta vääränlaiseen lukkoon.”

”Lopputulos oli selvästi parempi kuin sioilla tehdyssä kokeessa, mutta samalla se osoittaa, että täysikasvuisista makakin ja ihmisen kimeereistä ollaan vielä hyvin kaukana”, sanoo Helsingin yliopiston apulaisprofessori Pekka Katajisto.

Hänen mukaansa kimeerin kasvu hidastui siksi, että ihmisen ja apinan solut käyttäytyivät eri tavoilla.

Alkion kehittyessä sen kantasolut erikoistuvat omiksi solutyypeiksi, kudoksiksi ja lopulta elimiksi. Tässä prosessissa ihmissolut jäivät apinan soluista jälkeen.

Lisäksi ihmisen ja apinan soluilla oli vaikeuksia kommunikoida keskenään. Solut tunnistavat toisensa pintamolekyylien avulla. Ne ovat eri lajeilla erilaisia. Jos nämä molekyylit eivät osu yhteen, solujen välinen yhteistyökään ei suju.

”Siinä on siis ikään kuin tungettu vääränlaista avainta vääränlaiseen lukkoon.”

Katajiston mukaan ratkaisua on turha odotella aivan lähivuosina. Jopa läheistä sukua olevien eläinten geenejä säädellään eri lajeilla hieman eri tavoilla, ja herkässä kehitysvaiheessa pienetkin ongelmat kertautuvat.

Hyvä esimerkki epäonnistuneesta kimeerikokeesta on kaksi vuotta sitten julkaistu kiinalaiskoe, jossa pyrittiin yhdistelemään sian ja apinan soluja.

Tutkijat siirsivät apinan kantasoluja 4 000:een sian alkioon, ja nämä alkiot siirrettiin emakkoihin. Tuhansista alkioista syntyi vain kymmenen porsasta, joista kaksi osoittautui kimeereiksi.

”Sika-apinat” muistuttivat ulkoisesti aivan tavallisia sikoja, ja niiden elimissä oli apinaa korkeintaan tuhannesosan verran. Ne elivät alle viikon.

”Ehkä suurin hyöty näistä epäonnistuneista kokeista on ollut se, että niiden avulla on osoitettu, kuinka erilaisia me otukset olemmekaan. Eli emme voi tieteisleffojen tapaan sotkea soluja noin vain keskenään”, Katajisto sanoo.

Kimeerikokeita ovat hidastaneet myös niihin liittyvät eettiset ongelmat. Tähän mennessä ihmiskimeerien ei ole annettu kasvaa kovinkaan pitkälle, ettei niille vahingossakaan pääsisi kehittymään ihmisen hermokudosta.

Huolena on, että isäntäeläimen aivot kehittyisivät liikaa ihmisen kaltaisiksi, jolloin ne pystyisivät tuntemaan tai ajattelemaan ihmisen tavoin.

”Tässä tuoreessa tutkimuksessa on oltu eettisten asioiden kanssa hyvin tarkkoja. Alkiot ovat saaneet kasvaa vain 20 päivää, eikä niille siinä ajassa ehdi kehittyä minkäänlaista hermostoa tai kipuaistimuksia, tietoisuudesta puhumattakaan”, Katajisto sanoo.

Hänen mukaansa nyt julkaistu kimeerikoe onkin verrattavissa jo täysin arkipäiväistyneeseen soluviljelyyn. Eettiset kysymykset nousevat jälleen esiin, jos koe viedään loppuun asti ja kimeerit syntyvät.

”Sitä ennen on syytä pohtia, onko ihmisten elimillä varustetun sian tai apinan kasvattaminen eettisesti perusteltua. Oma mielipiteeni on se, että niin kauan kuin me kasvatamme tuotantoeläimiä ruoaksi, olisi kimeerieläinten kieltäminen aikamoista hurskastelua.”

Osaston uusimmat

Luitko jo nämä?

Osaston luetuimmat