kreikkalaisessa mytologiassa Chimera oli upea hirviö. Se oli epätavallinen sekoitus eläimiä, jolla on leijonan pää ja jalat, vuohen pää versoja pois sen takaisin, ja kiemurteleva häntä. Se aiheutti suurta tuhoa, kunnes sankari Bellerofon tappoi hirviön siivekkään hevosen Pegasoksen avulla.

tieteellisessä mielessä sana ”chimera” säilyttää myyttisten juuriensa olemuksen. Kimaira koostuu soluista, jotka ovat peräisin kahdesta (tai joskus useammasta) eliöstä., Nämä ”emo” organismit voivat olla samaa tai eri lajia. Chimeran määrittelevä piirre on se, että sen elimistössä olevat yksittäiset solut eivät ole kaikki samanlaisia, vaan ne ovat geneettisesti erillisiä. Kunkin emoorganismin geenien sekoituksen sijaan tietty solu sisältää vain yhden emoorganismin geneettiset tiedot. Näin ollen kimaira koostuu solupopulaatioista, jotka ovat geneettisesti identtisiä kunkin emoorganisminsa kanssa.

jotkut esimerkit chimeroista ovat jo useimmille tuttuja., Esimerkiksi kudoksen chimeras johtuvat elinsiirrot tai kudosten elinsiirrot (kuten luuydinsiirto). Elinsiirron jälkeen vastaanottajan hankkii kaksi geneettisesti erilaista kudosten ja solujen tyypit, mukaan 2007 arvostelu artikkeli Richard R. Behringer, professori genetiikan, University of Texas MD Anderson Cancer Center Houstonissa, Texasissa, julkaistiin lehdessä Cell Stem Cell.

Chimeroita voi esiintyä myös luonnossa., Kirjailija Vivienne Lam lueteltu useita esimerkkejä luonnon kimerismiksi ihmisillä vuonna 2007 julkaistu artikkeli Tieteen Luova Neljännesvuosittain (University of British Columbia) lehdessä. Mikrosimerismi tapahtuu, kun vain pieni solupopulaatio eroaa geneettisesti muista. Esimerkiksi raskauden aikana äiti ja kehittyvä sikiö voivat vaihtaa kantasoluja istukan kautta.

toinen esimerkki on tetragameettinen kimerismi. Tässä kaksi erillistä siittiötä hedelmöittää kaksi erillistä munaa, mikä johtaisi ihanteellisesti veljeskaksosten joukkoon., Kuitenkin, jos kaksi alkiota jotenkin sulautuvat yhteen muodostaen yhden sikiön, jolla on geneettisesti erillisiä soluja, syntyy tetragameettinen kimerismi.

useimmiten kuitenkin kimeeroja syntyy laboratoriossa tutkimustarkoituksia varten. Kun solut eri vanhemman organismit tulevat yhdessä muodostavat chimera, he voivat sisällyttää useita osia chimera ruumis., Nämä solut voivat olla somaattiset solut — mikä tahansa solu kehossa, lukuun ottamatta sukusolujen tai ne voidaan sisällyttää osaksi ituradan soluissa, joissa erikoistuneet sukusolujen tai sukusoluja, kuten siittiöiden ja munasolujen, tuotetaan, mukaan Behringer.

esimerkkejä tällaisista tutkimusvälineistä ovat kimeerihiiret, jotka jalostetaan käytettäväksi geenitutkimuksessa. Nämä eläimet sisältävät kahdenlaisia hiiren soluja, jotka ilmentävät eri geenejä: yksi, jossa kaikki hiiren geenit ovat ehjät, ja muut, jossa yksi kopio tietty geeni on poistettu, tai ”tippuu pois.,”Sarja pariutumisen vaiheet käyttäen tällaisia kimeerinen hiiret lopulta johtaa joitakin jälkeläisiä, jossa kiinnostuksen kohteena olevan geenin, on täysin tyrmätty kaikissa soluissa, mukaan Scitable artikkeli julkaistu Luonteeltaan Koulutus. Tämä auttaa tutkijoita täysin ymmärtämään kyseisen geenin toimintaa ja merkityksellisyyttä elävän malliorganismin sisällä.

on syntynyt myös erilaisia lajien välisiä kimeerejä. Esimerkiksi, 1984 merkitsi kehitystä, ensimmäinen vuohi ja lammas chimera, nimeltään ”lotta” mukaan University of Wisconsin-Madison., Lammassoluja ja DNA: ta sisältäneet geep-ruumiin alueet olivat metsäisiä, kun taas vuohensolu-ja DNA-alueet karvaisia.

Human-animal chimeras

Ihmisen ja eläimen chimeras ovat edelleen esimerkki lajista chimera, joka syntyy, kun ihmisen solut tuodaan eläimiä. Tämä voidaan tehdä erilaisilla tekniikoilla. Ihmissolut ja-kudokset voidaan oksastaa alkioihin, sikiöihin tai aikuisiin selkärankaisiin eläimiin, Behringer sanoi., Human-animal chimeras tuotetaan myös tuomalla ihmisen kantasolujen eläimiä aikana eri kehitysvaiheet, on sen alkion, sikiön tai syntymän jälkeen (syntymän), mukaan 2007 artikkelin, myös julkaistiin lehdessä Cell Stem Cell.

Mukaan National Institutes of Health (NIH), kaksi ainutlaatuisia ominaisuuksia tehdä kantasolujen hyödyllinen tutkimus: kyky jäljitellä ja palauttaa niiden populaatiot ilman paljon rajoituksia ja kyky muodostaa monia erilaisia solu-ja kudostyyppejä aikana varhaisessa kehitysvaiheessa.,

aikuisten elimistä ja kudoksista johdettuja kantasoluja on jonkin verran rajoitetusti niiden muodostamissa solutyypeissä. Toisaalta, kantasoluja, jotka ovat peräisin ihmisen alkioiden (joka voi myös olla suunniteltu laboratoriossa) tai soluja, jotka ovat geneettisesti palata stem-cell-kuten valtion katsotaan olevan ”pluripotenttien,” mukaan Bostonin lastensairaalassa. Tämä tarkoittaa, että näillä soluilla on kyky kehittyä tai ”erottua” kaikista ihmiskehon tärkeimmistä soluista ja kudostyypeistä.,

Joten kun ihmisen kantasoluja käytetään tuottamaan human-animal chimeras, varsinkin alussa alkion vaiheissa, heillä on kyky sisällyttää eri puolilla chimera kehon, mukaan lukien ituradan, ja ne voivat muodostaa erilaisia solujen ja kudosten tyyppejä.

Sovellukset

Ihmisen ja eläimen chimeras olla hyödyllisiä elää testiympäristö auttaa tutkijoita ymmärtämään paremmin perustan ihmisen biologia ja mekanismit ihmisen tauti., Kuten Behringer mainitsi kirjoituksessaan, koe-eläinten käyttäminen ihmisen biologian tai sairauksien malleina ei täysin jäljittele ihmisen fysiologiaa. ”Näin ollen ihmis-eläin-chimera-tutkimuksen ensisijainen tavoite on tuottaa eläimissä ihmisen soluhahmoja”, hän kirjoitti.

tällaista tutkimusta on tehty jo vuosikymmeniä. Esimerkiksi vuonna 1974, ryhmä tutkijoita Tanskasta raportoitiin ensimmäisen onnistuneen elinsiirron monia erilaisia ihmisen sikiön elinten laboratorio hiiri malli nimeltään alaston hiiri., Niiden kokeissa, julkaistu 1974 artikkeli Nature-lehdessä, osoitti, että ihmisen sikiön keuhkot, munuaiset, haima, kateenkorva, lisämunuaiset, kivekset ja munasarjat olivat kaikki voi vahvistaa itseään ja kehittyä in alaston hiiri.

viime vuosina tehdyissä kokeissa on keskitytty ihmisen ja eläimen välisen kimeerisen mallin potentiaalisten käyttötarkoitusten laajentamiseen. Vuonna 2004 julkaistu artikkeli lehdessä Verta, kirjoittajat kuvattu kokeiluja joka ihmisen veren kantasolut, tai verta muodostavien kantasolujen, istutettiin 55 – 60-päivä-vanha lampaan sikiöitä., Sen lisäksi, että nämä kantasolut muodostavat veren ja immuunijärjestelmän komponentteja, ne voivat muodostaa soluja, kuten luun ja lihaksen. Kirjoittajat havaitsivat, että hematopoieettiset kantasolut kykenivät myös muodostamaan toimivia ihmisen maksasoluja. Tutkijat ehdotti, että tällainen kimeerinen malli voisi tarjota keinoja tuottaa suuria määriä ihmisen maksan solujen hoitoon perinnöllisiä sairauksia sikiöillä tai vastasyntyneillä, jossa maksan solut ovat puutteellisia.

toinen tutkimusryhmä toi ihmisalkion kantasoluja 14 päivää vanhojen alkion hiirten aivoihin., PNAS-lehdessä vuonna 2005 julkaistussa artikkelissa kuvatut kokeet osoittivat, että ihmisalkion kantasolut muodostivat monia erilaisia funktionaalisia hermosolutyyppejä. Nämä solut jatkoivat kehittymistään kypsiksi ja aktiivisiksi ihmisen hermosoluiksi hiiren etureunan sisällä. Kirjoittajat korostivat, että on tärkeää, että on elävä ympäristö, jossa voi tutkia ihmisen hermojen kehitystä., Lisäksi he ehdottivat, että tällainen chimeras voisi tukea uusia malleja neurodegeneratiiviset ja psyykkiset sairaudet, sekä tarjota mahdollisia keinoja nopeuttaa seulonta terapeuttisia huumeita.

Että ”Arezzon Khimaira” patsas noin 400 Ekr., löytyy Arezzo, antiikin Etruskien ja Rooman kaupunki Toscanassa., (Kuva luotto: Carole Raddato)

Eettiset

Miten ihmisten tulisi ajatella eläimen kun tutkijat alkavat kyllästää se ihmisen ominaisuudet? Tämä kysymys on monien eettisten keskustelujen ydin, joka keskittyy ihmis-eläin-chimeroiden sukupolveen.

esimerkiksi tällaisten kimeerien luomisessa saattaa olla paljon vaistonvaraisia vastalauseita. Siellä on ”yäk-tekijä” tai välitön tunne, inho, sanoi 2003 julkaisema artikkeli Project Muse., Tätä tunnetta voi selittää käsitys siitä, että ihmis-eläin-chimeroiden luominen on jotenkin tabu ja että joitakin rajoja on ylitetty.

”sinänsä, nämä olennot uhkaavat meidän sosiaalisen identiteetin, meidän yksiselitteinen tila ihmisinä,” kirjoittajat, Jason, Scott, Robert ja Francoise Baylis kirjoitti. Mutta sitten he kysyvät: ”mikä tekee yksiselitteisestä inhimillisyydestä?”

generation of human-animal chimeras jossain mielessä hämärtää linjat, jotka määrittelevät identiteettiä lajeja., Jos esimerkiksi ihmisen pluripotenttien solujen sallittiin integroitua eläimen sukukudokseen, on kimairan mahdollista tuottaa ihmisen munia tai siittiöitä. Ja yksi voi hyvin kysyä, että jos ihmisen neuronien integroida eläinten aivot, on olemassa mahdollisuus parantaa eläimen valmiuksia ja kokemuksia ihmisen tasolla?,

Lopulta, Robert ja Baylis kiteytti luonnostaan arvoitus arvioitaessa etiikka tuottaa human-animal chimeras, kuten tämä: ”Kun edessä näköpiirissä ei tiedä onko olento on ihminen ja näin ollen oikeutettu kaikkiin oikeuksiin tyypillisesti annettu ihmisten, me, kuten ihmiset, ymmällään.”

joillekin etiikan oikeudet human-animal chimeras on sidottu käsite ”moraalinen tila.,”

”Moraalinen tila on käsite, joka viittaa moraaliseen tärkeää, että yksilö on riippumaton koskee tai etuja toisten,” sanoi Robert Streiffer, dosentti bioetiikan ja filosofia, University of Wisconsin-Madison. ”Joillakin asioilla ei ole moraalista asemaa. Tuolilla on merkitystä vain moraalisesti, jos muut ihmiset välittävät siitä (koska se on esimerkiksi heidän omaisuuttaan). Mutta muilla asioilla on moraalinen asema. Ihmisellä tai eläimellä on väliä, vaikka kukaan muu ei välittäisi tuosta yksilöstä.,”

Streiffer huomattava, että yksilön moraalinen tila määrittää erilaista tutkimusta, joissa sitä voidaan käyttää. Ihmisten kohdalla on tiukat rajat sille, minkälaista tutkimusta voidaan tehdä henkilöihin kuulumattomuudesta. ”Tämä heijastaa yhteiskunnan näkemystä siitä, että ihmisillä on hyvin korkea moraalinen asema.”hän sanoi., ”Sen sijaan, asetusten tutkimus käyttäen nonhuman eläimiä, jotta tutkimus nonconsenting yksilöitä, jotka uhrauksia niiden keskeisimpiä etuja — niiden etuja välttää kipua ja kuolemaa toivoo, että muut voivat lopulta hyötyä. Tämä kuvastaa yhteiskunnan näkemystä siitä, että eläimillä on alhaisempi moraalinen asema.”

Streiffer jatkoi selittää, että vaikka monia erilaisia teorioita maahan yksilön moraalisen tilan eri ominaisuuksien, lopulta nämä määräytyvät fyysisten ominaisuuksien yksilön kehon., Moraalisen statuksen ”luokitellun teorian” mukaan, jos yksilön fyysistä rakennetta muutetaan riittävästi tietyillä tavoilla, se voisi teoriassa muuttaa yksilön moraalista asemaa. Siksi on mahdollista aloittaa tutkimus eläimellä, joka saa heikomman suojan, mutta lopulta muuttaa sitä siten, että se saa korkeamman moraalisen aseman.

”, Kuten pahimmassa tapauksessa voisi kuvitella henkilö, joka on sama moraalinen status kuin sinä tai minä, mutta edelleen kohdellaan kuin eläimiä hoidetaan yleensä tutkimukseen,” Streiffer kertoi Live Science., ”Tämä olisi tavattoman epäeettistä.”

Nykyinen politiikka tila

Nykyinen liittovaltion politiikan muodossa NIH ohjeita ja suosituksia esiin erilaisten tieteellisten järjestöjen otettava huomioon eettiset näkökohdat ja viime kehitysten tieteen ja teknologian.

syyskuussa 2015, NIH sijoitettu väliaikaisesti keskeyttämään rahoituksen tutkimukseen, jossa ihmisen pluripotenttien solujen tuodaan muilla selkärankaisilla eläimillä ennen gastrulation vaiheessa alkion kehityksen., Gastrulaation aikana muodostuu kolme itukerrosta eli kolme pääkudoskerrosta, jotka lopulta synnyttävät kaikki kehon solut ja kudokset. Kun ihmisen pluripotenttien solujen käyttöön varhain osaksi eläinten alkioiden, ihmisen solut on mahdollisuus sisällyttää kaikki läpi organismin, sanoo Carrie Wolinetz, apulaisjohtaja tiede politiikan NIH. ”Sinulla on vähemmän kontrollia siihen, minne he menevät”, hän sanoi.

Wolinetz totesi, että ihmis-eläin-chimeroihin liittyvät eettiset huolet eivät ole juurikaan muuttuneet vuosien saatossa., ”Ihmiset ovat todella huolissaan ihmissolujen integroitumisesta sukusoluihin ja aivoihin”, hän sanoi. Vaikka hän luonnehtii ajatus eläimen ottaa ihmisen kognitiosta kuin ”science fiction skenaario,” Wolinetz korosti tarvetta varmistaa, että integraatio ihmisen solut, eläin, aivot ei aiheuta muutoksia eläimen käyttäytyminen ja kognitio, jotka vaikuttavat sen hyvinvointiin tai aiheuttaa minkäänlaista kärsimystä.

elokuussa 2016, seuraavat työpajoja ja keskusteluja, joissa tutkijat ja eläinten hyvinvoinnin asiantuntijat, NIH julkaisi ehdotettu muutoksia sen nykyinen suuntaviivat., Edellä mainitut eettiset kysymykset muodostivat pitkälti näiden ohjeiden perustan. NIH ehdotti, että perustettaisiin ohjauskomitea, joka valvoisi tietyntyyppistä tutkimusta koskevien rahoituspäätösten tekemistä. Mukaan blogi kirjoittanut Wolinetz, ensimmäinen tyyppi liittyy tutkimukseen, jossa ”ihmisen pluripotenttien solujen tuodaan muilla selkärankaisilla alkioiden läpi vuoden gastrulation vaiheessa, lukuun ottamatta muilla kädellisillä, joka olisi vain pidettävä jälkeen rakkula vaiheessa.,”Toinen liittyy tutkimukseen, jossa ”ihmisen soluja tuodaan postgastrulation muilla nisäkkäillä (pois lukien jyrsijät), jossa voisi olla joko merkittävästi tai merkittäviä toiminnallisia muutoksia eläinten aivot ihmisen soluja.”

lisäksi NIH ehdotti muutoksia nykyisiin ihmisen kantasoluohjeisiin.

puhuessaan ehdotetut muutokset, Wolinetz kertoi Live-Science, että ne muodostavat ”tunnustaminen, että tiede on edennyt pidemmälle, jossa ohjeet aloittanut.”