in de Griekse mythologie was de Chimera een magnifiek monster. Het was een ongewone mengeling van dieren, met een leeuwenkop en poten, een geitenkop die van zijn rug ontspruit, en een slangenstaart. Het veroorzaakte grote vernietiging, totdat de held Bellerophon doodde het monster, met de hulp van de gevleugelde paard, Pegasus.
in wetenschappelijke termen behoudt het woord “chimera” de essentie van zijn mythische wortels. Een chimera is gemaakt van cellen die zijn afgeleid van twee (of soms meer) organismen., Deze “ouder” organismen kunnen van dezelfde of verschillende soorten zijn. Het kenmerkende kenmerk van een chimera is dat de individuele cellen in zijn lichaam niet allemaal hetzelfde zijn; ze zijn genetisch verschillend. In plaats van een mengsel van genen van elk ouderorganisme, bevat een bepaalde cel de genetische informatie van slechts één ouderorganisme. Aldus, wordt een chimera samengesteld uit populaties van cellen die genetisch identiek aan elk van zijn ouderorganismen zijn.
sommige voorbeelden van chimera ‘ s zijn al bekend bij de meeste mensen., Bijvoorbeeld, Weefsel chimeras het resultaat van orgaantransplantaties of weefsel transplantaties (zoals een beenmergtransplantatie). Na de transplantatie verwerft de ontvanger twee genetisch verschillende weefsels en celtypen, volgens een review artikel uit 2007 van Richard R. Behringer, een professor in genetica aan de Universiteit van Texas MD Anderson Cancer Center in Houston, Texas, gepubliceerd in het tijdschrift Cell stam Cell.
chimera ‘ s kunnen ook in de natuur voorkomen., Auteur Vivienne Lam noemde een aantal voorbeelden van natuurlijk chimerisme bij mensen in een 2007 artikel gepubliceerd in de Science Creative Quarterly (University of British Columbia) journal. Microchimerisme komt voor wanneer slechts een kleine populatie cellen genetisch verschilt van de rest. Bijvoorbeeld, tijdens de zwangerschap, een moeder en het ontwikkelen van foetus kunnen stamcellen ruilen door de placenta.
een ander voorbeeld is tetragametisch chimerisme. Hier bevruchten twee afzonderlijke zaadcellen twee afzonderlijke eitjes, wat idealiter zou resulteren in een stel twee-eiige tweelingen., Echter, als de twee embryo ‘ s op de een of andere manier samensmelten tot een enkele foetus met genetisch verschillende cellen, treedt tetragametisch chimerisme op.
meestal worden chimera ‘ s gemaakt in een laboratorium voor onderzoeksdoeleinden. Wanneer de cellen van verschillende ouderorganismen samenkomen om een chimera te vormen, kunnen ze zich integreren in meerdere delen van het lichaam van de chimera., Deze cellen kunnen somatische cellen zijn — elke cel in het lichaam met uitzondering van voortplantingscellen — of ze kunnen worden opgenomen in kiembaanweefsels, waar gespecialiseerde voortplantingscellen, of gameten, zoals sperma en eicellen, worden geproduceerd, volgens Behringer.
voorbeelden van dergelijke onderzoeksinstrumenten zijn chimerische muizen, die worden gefokt voor gebruik in genetisch onderzoek. Deze dieren bevatten twee soorten muiscellen die verschillende genen uitdrukken: één waar alle muizengenen intact zijn, en de andere waar een kopie van een bepaald gen wordt verwijderd, of “knock-out”.,”Een reeks van paringsstappen met behulp van dergelijke chimerische muizen resulteert uiteindelijk in een aantal nakomelingen waarin het gen van belang volledig is uitgeschakeld in alle cellen, volgens een Scitable artikel gepubliceerd door Nature Education. Dit helpt onderzoekers om de functie en de relevantie van dat bepaalde gen binnen een levend modelorganisme volledig te begrijpen.
verschillende interspecies chimera ‘ s zijn ook gemaakt. Bijvoorbeeld, 1984 markeerde de ontwikkeling van de eerste geit en schapen chimera, genaamd de “geep,” volgens de Universiteit van Wisconsin-Madison., De gebieden van het geep lichaam dat schapen cellen en DNA bevatten waren wooly, terwijl de gebieden met geiten cellen en DNA behaard waren.
mens-dier chimera ‘s
mens-dier chimera’ s zijn een ander voorbeeld van een interspecies chimera, gegenereerd wanneer menselijke cellen in dieren worden ingebracht. Dit kan worden gedaan door middel van een verscheidenheid van technieken. Menselijke cellen en weefsels kunnen worden geënt in embryo ‘ s, foetussen of volwassen gewervelde dieren, Behringer zei., Mens-dier chimera ‘ s worden ook geproduceerd door het introduceren van menselijke stamcellen in dieren tijdens verschillende ontwikkelingsstadia, of het nu embryonale, foetale of postnatale (na de geboorte), volgens een 2007 artikel, ook gepubliceerd in het tijdschrift Cell stam Cell.
volgens de National Institutes of Health (NIH) maken twee unieke eigenschappen stamcellen nuttig in onderzoek: het vermogen om hun populaties zonder veel beperking te repliceren en te herstellen en het vermogen om vele verschillende cel-en weefseltypen te vormen tijdens de vroege ontwikkeling.,
stamcellen afgeleid van volwassen organen en weefsels zijn enigszins beperkt in de soorten cellen die ze kunnen vormen. Aan de andere kant, worden de stamcellen die van menselijke embryo ‘ s worden afgeleid (die ook in het laboratorium kunnen worden ontworpen) of cellen die genetisch worden ontworpen om aan een stam-cel-als staat terug te keren worden beschouwd om “pluripotent te zijn,” volgens het Boston Children ‘ s Hospital. Dit betekent dat deze cellen de capaciteit hebben om zich te ontwikkelen of “differentiëren” in alle belangrijke cel en weefseltypes van het menselijk lichaam.,
wanneer menselijke stamcellen worden gebruikt om mens-dierlijke chimera ‘ s te genereren, vooral tijdens de vroege embryonale stadia, hebben ze de mogelijkheid om ze op te nemen in verschillende delen van het Chimera-lichaam, inclusief de kiemlijn, en kunnen ze een reeks cel-en weefseltypes vormen.
toepassingen
mens-dier chimeras dienen als een nuttige levende testomgeving om wetenschappers te helpen de onderbouwing van de menselijke biologie en de mechanismen van de menselijke ziekte beter te begrijpen., Zoals Behringer in zijn artikel opmerkte, repliceert het gebruik van proefdieren als model van menselijke biologie of ziekten de menselijke fysiologie niet volledig. “Dus, het primaire doel van mens-dier Chimera onderzoek is om menselijke cellulaire karakters in dieren te produceren,” schreef hij.
dergelijk onderzoek wordt al tientallen jaren uitgevoerd. Bijvoorbeeld, in 1974, rapporteerde een groep onderzoekers uit Denemarken de eerste succesvolle transplantatie van veel verschillende menselijke foetale organen in een laboratoriummuismodel genaamd de naakte muis., Hun experimenten, gepubliceerd in een 1974 artikel in het tijdschrift Nature, toonden aan dat menselijke foetale longen, nieren, pancreas, thymus, bijnieren, testes en eierstokken waren allemaal in staat om zich te vestigen en te ontwikkelen in de naakte muis.
de experimenten die de afgelopen jaren zijn uitgevoerd, hebben zich gericht op het uitbreiden van het potentiële gebruik van het menselijk-dierlijke chimerische model. In een in 2004 gepubliceerd artikel in het tijdschrift Blood beschreven de auteurs experimenten waarin menselijke hematopoëtische stamcellen, of bloedvormende stamcellen, werden getransplanteerd in 55 tot 60 dagen oude schapen foetussen., Naast het vormen van de componenten van bloed en het immuunsysteem, kunnen deze stengelcellen cellen zoals bot en spier vormen. De auteurs vonden dat hematopoietic stamcellen ook in staat waren om functionele menselijke levercellen te vormen. De onderzoekers stelden voor dat een dergelijk chimerisch model een middel zou kunnen bieden om grote aantallen menselijke levercellen te genereren om genetische ziekten in foetussen of pasgeborenen te behandelen waar de levercellen gebrekkig zijn. een andere onderzoeksgroep introduceerde menselijke embryonale stamcellen in de hersenen van 14 dagen oude embryonale muizen., Deze experimenten, beschreven in een artikel uit 2005 gepubliceerd in het tijdschrift PNAS, toonden aan dat de menselijke embryonale stamcellen vele verschillende functionele neurale celtypes vormden. Deze cellen bleven zich ontwikkelen tot volwassen en actieve menselijke neuronen binnen de voorhersenen van de muis. De auteurs benadrukten het belang van een leefomgeving waarin menselijke neurale ontwikkeling kan worden bestudeerd., Bovendien stelden zij voor dat dergelijke chimera ‘ s zouden kunnen helpen bij de ontwikkeling van nieuwe modellen van neurodegeneratieve en psychiatrische ziekten en een potentieel middel zouden kunnen bieden om de screening van therapeutische geneesmiddelen te versnellen.
ethische overwegingen
hoe moeten mensen denken aan een dier zodra wetenschappers het beginnen te doordrenken met menselijke kenmerken? Deze vraag vormt de kern van vele ethische debatten die gericht zijn op de generatie van mens-dier chimera ‘ s.
Er kunnen bijvoorbeeld veel instinctieve bezwaren zijn tegen het creëren van dergelijke chimera ‘ s. Er is de “bah factor,” of een onmiddellijk gevoel van weerzin, zei een 2003 artikel gepubliceerd door Project Muse., Dit gevoel kan worden verklaard door de perceptie dat het creëren van mens-dier chimera ‘ s op de een of andere manier taboe is en dat sommige grenzen zijn overschreden. “als zodanig bedreigen deze wezens onze sociale identiteit, onze ondubbelzinnige status als mens,” schreven de auteurs, Jason Scott Robert en Francoise Baylis. Maar dan gaan ze verder met de vraag: “wat zorgt voor eenduidige menselijkheid?”
de generatie van mens-dier chimera ‘ s verduistert in zekere zin de lijnen die de identiteiten van soorten definiëren., Bijvoorbeeld, als menselijke pluripotent cellen werden toegestaan om in kiemlijnweefsel van een dier te integreren, is het mogelijk voor de chimera om menselijke eieren of sperma te produceren. En je kunt je heel goed afvragen of als menselijke neuronen integreren in dierlijke hersenen, is er dan de mogelijkheid om de mogelijkheden en ervaringen van een dier te verbeteren tot een menselijk niveau?,uiteindelijk vatte Robert en Baylis het inherente raadsel samen in het evalueren van de ethiek van het genereren van mens-dier chimera ‘ s als deze: “wanneer we geconfronteerd worden met het vooruitzicht niet te weten of een schepsel voor ons menselijk is en daarom recht heeft op alle rechten die typisch aan mensen worden verleend, zijn we, als een volk, verbijsterd.”
voor sommige ethici zijn de rechten van mens-dier chimera ‘ s gebonden aan het begrip “morele status.,”morele status is een concept dat verwijst naar het morele belang dat een individu heeft, onafhankelijk van de zorgen of belangen van anderen,” zei Robert Streiffer, een universitair hoofddocent bio-ethiek en filosofie aan de Universiteit van Wisconsin-Madison. “Sommige dingen hebben geen morele status. Een stoel doet er alleen moreel toe als andere mensen er om geven (omdat het bijvoorbeeld hun eigendom is). Maar andere dingen hebben een morele status. Een persoon of een dier doet ertoe, zelfs als niemand anders om dat individu geeft.,”
Streiffer merkte op dat de morele status van een individu bepaalt voor welke soorten onderzoek het kan worden gebruikt. In het geval van mensen zijn er strikte grenzen aan de soorten onderzoek die kunnen worden uitgevoerd op niet-consenting individuen. “Dit weerspiegelt de visie van de samenleving dat mensen een zeer hoge mate van morele status hebben.”zei hij., “In tegenstelling, de regelgeving inzake onderzoek met niet-menselijke dieren staat onderzoek op niet-consenting individuen toe dat hun meest fundamentele belangen opoffert — hun belangen in het vermijden van pijn en dood — in de hoop dat anderen uiteindelijk kunnen profiteren. Dit weerspiegelt de visie van de samenleving dat dieren een lagere graad van morele status hebben.”
Streiffer legde uit dat hoewel de vele verschillende theorieën de morele status van een individu in verschillende kenmerken gronden, deze uiteindelijk worden bepaald door de fysieke kenmerken van het lichaam van een individu., Onder de” gesorteerde theorie ” van de morele status, als de fysieke samenstelling van het individu voldoende op bepaalde manieren wordt veranderd, kan het in theorie de morele status van dat individu veranderen. Daarom is het mogelijk om onderzoek te beginnen met een dier, dat zwakkere bescherming krijgt, maar het uiteindelijk zo verandert dat het een hogere morele status krijgt. “als een worst-case scenario, zou men zich een individu kunnen voorstellen die dezelfde morele status heeft als jij of ik, maar nog steeds behandeld wordt zoals dieren meestal behandeld worden in onderzoek,” vertelde Streiffer aan Live Science., “Dit zou enorm onethisch zijn.”
huidige beleidsstatus
huidige federale beleid in de vorm van NIH richtlijnen en aanbevelingen opgesteld door verschillende wetenschappelijke organisaties rekening houden met ethische overwegingen en recente ontwikkelingen in onderzoek en technologie.
in September 2015 heeft de NIH een tijdelijk moratorium ingesteld op de financiering van onderzoek waarbij humane pluripotente cellen worden ingebracht in niet-menselijke gewervelde dieren voorafgaand aan de gastrulatiefase van embryonale ontwikkeling., Tijdens de gastrulatie worden de drie kiemlagen, of de drie belangrijkste weefsellagen die uiteindelijk leiden tot alle cellen en weefsels van het lichaam, gevormd. Wanneer menselijke pluripotente cellen vroeg in dierlijke embryo ‘ s worden geïntroduceerd, hebben de menselijke cellen een kans om het hele organisme te integreren, zegt Carrie Wolinetz, de associate director for science policy bij NIH. “Je hebt minder controle over waar ze naartoe gaan,” zei ze.Wolinetz merkte op dat de ethische zorgen met betrekking tot mens-dier chimera ‘ s in de loop der jaren niet veel veranderd zijn., “Mensen zijn echt bezorgd over de integratie van menselijke cellen in de kiemlijn en in de hersenen,” zei ze. Hoewel ze het idee van een dier met menselijke cognitie als een “sciencefiction scenario,” Wolinetz benadrukte de noodzaak om ervoor te zorgen dat de integratie van menselijke cellen in een dier hersenen geen veranderingen in het gedrag en de cognitie van het dier veroorzaakt die het welzijn van het dier beïnvloeden of enige vorm van leed veroorzaken.
in augustus 2016 heeft de NIH, na workshops en discussies met onderzoekers en deskundigen op het gebied van dierenwelzijn, voorstellen gepubliceerd voor wijzigingen van de huidige richtsnoeren., De hierboven beschreven ethische overwegingen vormden een groot deel van de basis voor deze richtlijnen. De NIH heeft voorgesteld een stuurgroep op te richten die toezicht houdt op financieringsbesluiten met betrekking tot bepaalde soorten onderzoek. Volgens een blogpost geschreven door Wolinetz, het eerste type omvat onderzoek waarin “menselijke pluripotente cellen worden geïntroduceerd in niet-menselijke gewervelde embryo’ s, tot aan het einde van de gastrulatie fase, met uitzondering van niet-menselijke primaten, die alleen zou worden beschouwd na de blastocyst Stadium.,”De tweede betreft onderzoeksgebieden waarin” menselijke cellen worden geïntroduceerd in postgastrulatie niet-menselijke zoogdieren (met uitzondering van knaagdieren), waar er een substantiële bijdrage of een substantiële functionele modificatie van de dierlijke hersenen door de menselijke cellen zou kunnen zijn.”
bovendien stelde de NIH wijzigingen voor in de huidige richtlijnen voor menselijke stamcellen. Wolinetz sprak over de voorgestelde veranderingen en vertelde Live Science dat ze een ” erkenning vormen dat de wetenschap verder is gegaan dan waar de richtlijnen begonnen.”
Geef een reactie