i grekisk mytologi var chimären ett magnifikt monster. Det var en ovanlig mélange av djur, med ett lejonhuvud och fötter, ett gethuvud som spirade av ryggen och en serpentin svans. Det åstadkom stor förstörelse, tills hjälten Bellerophon dödade monsteret, med hjälp av den bevingade hästen Pegasus.
i vetenskapliga termer behåller ordet ”chimera” kärnan i dess mytiska rötter. En chimera är gjord av celler som härrör från två (eller ibland fler) organismer., Dessa” överordnade ” organismer kan vara av samma eller olika arter. Det utmärkande för en chimera är att de enskilda cellerna i sin kropp inte är alla samma; de är genetiskt distinkta. I stället för en blandning av gener från varje moderorganism innehåller en given cell den genetiska informationen från endast en moderorganism. Således består en chimera av populationer av celler som är genetiskt identiska med var och en av dess moderorganismer.
några exempel på chimärer är redan bekanta för de flesta., Till exempel är vävnadskimärer resultatet av organtransplantationer eller vävnadstransplantationer (t.ex. en benmärgstransplantation). Efter transplantationen förvärvar mottagaren två genetiskt distinkta vävnads-och celltyper, enligt en 2007 översiktsartikel av Richard R. Behringer, professor i genetik vid University of Texas MD Anderson Cancer Center i Houston, Texas, publicerad i tidskriften Cell Stem Cell.
chimärer kan också förekomma i naturen., Författare Vivienne Lam upp flera exempel på naturliga chimerism i människor under 2007 en artikel publicerad i Science, Kreativa Kvartalsvis (University of British Columbia) tidning. Mikrochimerism uppstår när endast en liten population av celler är genetiskt annorlunda än resten. Till exempel, under graviditeten kan en mamma och utvecklande foster byta stamceller genom placentan.
ett annat exempel är tetragametisk chimerism. Här befruktar två separata spermier två separata ägg, vilket helst skulle resultera i en uppsättning broderliga tvillingar., Men om de två embryona på något sätt smälter samman och skapar ett enda foster med genetiskt distinkta celler, uppträder tetragametisk chimerism.
oftast skapas chimärer i ett laboratorium för forskningsändamål. När cellerna i olika moderorganismer samlas för att bilda en chimera, kan de införliva i flera delar av Chimeras kropp., Dessa celler kan vara somatiska celler – vilken cell som helst i kroppen utom för reproduktiva celler-eller de kan införlivas i könsvävnader, där specialiserade reproduktiva celler, eller könsceller, såsom spermier och äggceller, produceras, enligt Behringer.
exempel på sådana forskningsverktyg är Chimera möss, som föds upp för användning i genetisk forskning. Dessa djur innehåller två typer av musceller som uttrycker olika gener: en där alla musgener är intakta och den andra där en kopia av en viss gen raderas eller ” slås ut.,”En serie parningssteg med hjälp av sådana Chimera möss resulterar slutligen i vissa avkommor där genen av intresse är helt utslagen i alla celler, enligt en skälig artikel publicerad av Nature Education. Detta hjälper forskare att fullt ut förstå funktionen och relevansen av den specifika genen inom en levande modellorganism.
olika arter chimärer har också skapats. Till exempel 1984 markerade utvecklingen av den första geten och fåren chimera, kallad ”geep”, enligt University of Wisconsin-Madison., Områdena i geep-kroppen som innehöll fårceller och DNA var wooly, medan områdena med getceller och DNA var Håriga.
chimärer av mänskligt djur
chimärer av mänskligt djur är ytterligare ett exempel på en interspecies chimera som genereras när mänskliga celler förs in i djur. Detta kan göras genom en mängd olika tekniker. Mänskliga celler och vävnader kan ympas till embryon, foster eller vuxna ryggradsdjur, säger Behringer., Mänskliga djur chimärer produceras också genom att införa mänskliga stamceller i djur under olika utvecklingsstadier, vare sig det är embryonalt, foster eller postnatal (efter födseln), enligt en 2007-artikel, som också publiceras i tidskriften Cell stamcell.
enligt National Institutes of Health (NIH) gör två unika egenskaper stamceller användbara i forskning: förmågan att replikera och återställa sina populationer utan mycket begränsning och förmågan att bilda många olika cell-och vävnadstyper under tidig utveckling.,
stamceller som härrör från vuxna organ och vävnader är något begränsade i de typer av celler som de kan bilda. Å andra sidan anses stamceller som härrör från mänskliga embryon (som också kan konstrueras i labbet) eller celler som är genetiskt konstruerade för att återgå till ett stamcellsliknande tillstånd vara ”pluripotent”, enligt Boston Children ’ s Hospital. Detta innebär att dessa celler har förmågan att utveckla eller ”differentiera” i alla huvudcell-och vävnadstyper i människokroppen.,
så när mänskliga stamceller används för att generera chimärer från människa och djur, särskilt under tidiga embryonala stadier, har de förmågan att införliva i olika delar av chimärkroppen, inklusive bakterien, och kan bilda en rad cell-och vävnadstyper.
applikationer
chimärer för människor tjänar som en användbar levande testmiljö för att hjälpa forskare att bättre förstå grunden för mänsklig biologi och mekanismerna för mänsklig sjukdom., Som Behringer påpekade i sin artikel replikerar inte laboratoriedjur som modeller av mänsklig biologi eller sjukdomar fullständigt mänsklig fysiologi. ”Således är det primära målet för human-animal chimera forskning att producera mänskliga cellulära tecken hos djur”, skrev han.
sådan forskning har genomförts i årtionden nu. Till exempel, 1974, rapporterade en grupp forskare från Danmark den första framgångsrika transplantationen av många olika mänskliga fosterorgan till en laboratoriemusmodell som heter the nude mouse., Deras experiment, som publicerades i en 1974-artikel i tidskriften Nature, visade att mänskliga fosterlungor, njurar, bukspottkörtel, tymus, binjurar, testiklar och äggstockar alla kunde etablera sig och utvecklas inom den nakna musen.
experiment som utförts under de senaste åren har fokuserat på att utöka den potentiella användningen av den chimära modellen för människa och djur. I en 2004-artikel publicerad i tidskriften Blood beskrev författarna experiment där mänskliga hematopoetiska stamceller, eller blodbildande stamceller, transplanterades till 55-till 60 – dagars gamla fårfoster., Förutom att bilda komponenterna i blod och immunsystemet kan dessa stammar celler bilda celler som ben och muskel. Författarna fann att hematopoietiska stamceller också kunde bilda funktionella humana leverceller. Forskarna föreslog att en sådan chimerisk modell skulle kunna ge ett sätt att generera ett stort antal humana leverceller för att behandla genetiska sjukdomar hos foster eller nyfödda där levercellerna är bristfälliga.
en annan forskargrupp introducerade mänskliga embryonala stamceller i hjärnan hos 14-dagars gamla embryonala möss., Dessa experiment, som beskrivs i en 2005-artikel publicerad i tidskriften PNAS, visade att de mänskliga embryonala stamcellerna bildade många olika funktionella neurala celltyper. Dessa celler fortsatte att utvecklas till mogna och aktiva mänskliga neuroner inom musens framhjärnan. Författarna betonade vikten av att ha en levande miljö för att studera mänsklig neural utveckling., Dessutom föreslog de att sådana chimärer skulle kunna bidra till att utveckla nya modeller av neurodegenerativa och psykiatriska sjukdomar, samt ge ett potentiellt sätt att påskynda screeningen av terapeutiska läkemedel.
etiska överväganden
hur ska folk tänka på ett djur när forskare börjar imbue det med mänskliga egenskaper? Denna fråga utgör kärnan i många etiska debatter centrerade på generering av mänskliga djur chimärer.
det kan till exempel finnas många instinktiva invändningar mot att skapa sådana chimärer. Det finns ”yuck factor” eller en omedelbar känsla av motvilja, sade en 2003-artikel publicerad av Project Muse., Denna känsla kan förklaras av en uppfattning att skapa mänskliga djur chimärer är på något sätt tabu och att vissa gränser har korsats.
”som sådan hotar dessa varelser vår sociala identitet, vår entydiga status som människor”, skrev författarna, Jason Scott Robert och Francoise Baylis. Men då fortsätter de att fråga, ” Vad gör för entydig mänsklighet?”
generering av mänskliga djur chimärer döljer i viss mening de linjer som definierar arternas identiteter., Till exempel, om mänskliga pluripotenta celler tilläts integreras i ett djurs bakterievävnad, är det möjligt för chimera att generera mänskliga ägg eller spermier. Och man kan mycket väl fråga att om mänskliga neuroner integreras i djur hjärnor, finns det möjlighet att förbättra ett djurs förmåga och erfarenheter till en mänsklig nivå?,
i slutändan sammanfattade Robert och Baylis det inneboende sammanhanget för att utvärdera etiken att generera mänskliga djur chimärer så här: ”när vi står inför utsikterna att inte veta om en varelse framför oss är mänsklig och därför berättigad till alla rättigheter som vanligtvis ges till människor, är vi som ett folk förbryllade.”
För vissa etiker är rättigheterna för mänskliga djur chimärer knutna till begreppet ” moralisk status.,”
”moralisk status är ett begrepp som hänvisar till den moraliska betydelse som en individ har, oberoende av andras oro eller intressen”, säger Robert Streiffer, docent i bioetik och filosofi vid University of Wisconsin-Madison. ”Vissa saker har ingen moralisk status. En stol betyder bara moraliskt om andra människor bryr sig om det (för att det till exempel är deras egendom). Men andra saker har moralisk status. En person eller ett djur spelar roll även om ingen annan bryr sig om den personen.,”
Streiffer noterade att en persons moraliska status bestämmer vilken typ av forskning den kan användas för. När det gäller människor finns det strikta gränser för de typer av forskning som kan utföras på icke-rådgivande individer. ”Detta återspeglar samhällets uppfattning att människor har en mycket hög grad av moralisk status.”sa han., ”I motsats till detta tillåter förordningarna om forskning med icke-mänskliga djur forskning om icke-övervägande individer som offrar sina mest grundläggande intressen — deras intressen för att undvika smärta och död — i hopp om att andra i slutändan kan gynna. Detta återspeglar samhällets uppfattning att djur har en lägre grad av moralisk status.”
Streiffer fortsatte med att förklara att även om de många olika teorierna ger upphov till en individs moraliska status i olika egenskaper, bestäms dessa slutligen av individens fysiska egenskaper., Under den” graderade teorin ” av moralisk status, om individens fysiska smink ändras tillräckligt på vissa sätt, kan det i teorin förändra individens moraliska status. Därför är det möjligt att börja forskning med ett djur, som ges svagare skydd, men i slutändan ändra det på ett sådant sätt att det förvärvar en högre moralisk status.
” som ett värsta scenario kan man föreställa sig en individ som har samma moraliska status som du eller jag har, men fortsätter att behandlas som djur behandlas vanligtvis i forskning”, berättade Streiffer Live Science., ”Detta skulle vara egregiously oetiskt.”
nuvarande policystatus
nuvarande federal policy i form av NIH-riktlinjer och rekommendationer som lagts fram av olika vetenskapliga organisationer tar hänsyn till etiska problem och senaste framsteg inom forskning och teknik.
i September 2015 lade NIH ett tillfälligt moratorium för finansiering av forskning där mänskliga pluripotenta celler introduceras till icke-mänskliga ryggradsdjur före gastrulationsstadiet för embryonal utveckling., Under gastrulation bildas de tre bakterieskikten, eller tre huvudvävnadsskikt som i slutändan ger upphov till alla celler och vävnader i kroppen. När mänskliga pluripotenta celler introduceras tidigt i djurembryon har de mänskliga cellerna en chans att införliva allt genom organismen, säger Carrie Wolinetz, biträdande chef för vetenskapspolitiken vid NIH. ”Du har mindre kontroll över vart de ska gå”, sa hon.
Wolinetz noterade att de etiska farhågorna när det gäller mänskliga djur chimärer inte riktigt har förändrats mycket under åren., ”Människor är verkligen oroliga för integration av mänskliga celler i bakterien och i hjärnan”, sa hon. Även om hon karakteriserade tanken på ett djur som har mänsklig kognition som ett ”science fiction-scenario” betonade Wolinetz behovet av att se till att integrationen av mänskliga celler i en djurhjärna inte orsakar förändringar i djurets beteende och kognition som påverkar dess välfärd eller orsakar någon form av nöd.
i augusti 2016, efter workshops och diskussioner med forskare och djurskyddsexperter, publicerade NIH föreslagna ändringar av sina nuvarande riktlinjer., De etiska farhågor som beskrivs ovan utgjorde en stor del av grunden för dessa riktlinjer. NIH föreslog inrättandet av en styrkommitté som skulle ge tillsyn över finansieringsbeslut som omfattar vissa typer av forskning. Enligt ett blogginlägg författat av Wolinetz innebär den första typen forskning där ” mänskliga pluripotenta celler införs i icke-mänskliga ryggradsdjur embryon, upp genom slutet av gastrulationssteget, med undantag för icke-mänskliga primater, vilket endast skulle övervägas efter blastocyststadiet.,”Den andra handlar om forskningsområden där” mänskliga celler införs i icke-mänskliga däggdjur efter gastrulation (exklusive gnagare), där det kan finnas antingen ett väsentligt bidrag eller en väsentlig funktionell modifiering av djurhjärnan av mänskliga celler.”
dessutom föreslog NIH ändringar i de nuvarande riktlinjerna för mänskliga stamceller.
När Wolinetz talade om de föreslagna ändringarna berättade Wolinetz för Live Science att de utgör ett ”erkännande som vetenskapen har flyttat bortom där riktlinjerna började.”
Lämna ett svar