Човешки И Животински Химери: Биологични Изследвания И Етични Проблеми

{h1}

Въвеждането на човешки клетки в други организми е полезно изследователско средство. Съществуват обаче етични съображения.

В гръцката митология химера била великолепно чудовище. Това беше необичаен меланж от животни, с лъвска глава и крака, глава на коза, извираща от гърба му, и опашка със змийска опашка. Той извърши големи разрушения, докато героят Bellerophon уби чудовището с помощта на крилатия кон, Пегас.

В научно отношение думата „химера“ запазва същността на своите митични корени. Химера е изградена от клетки, които са получени от два (или понякога повече) организма. Тези "родителски" организми могат да бъдат от един и същи или различни видове. Определящата особеност на химера е, че отделните клетки в нейното тяло не са еднакви; те са генетично различни. Вместо смес от гени от всеки родителски организъм, дадена клетка съдържа генетичната информация само за един родителски организъм. По този начин, химера се състои от популации от клетки, които са генетично идентични на всеки от нейните родителски организми.

Някои примери за химери вече са познати на повечето хора. Например, тъканните химери са резултат от трансплантация на органи или тъканни трансплантации (като трансплантация на костен мозък). След трансплантацията реципиентът придобива два генетично обособени типа тъкани и клетки, според статията за преглед от 2007 г. на Ричард Р. Берингер, професор по генетика в Университета на Тексас, MD Anderson Cancer Center в Хюстън, Тексас, публикувана в списанието Cell Стволови клетки.

Химери могат да се срещат и в природата. Авторката Вивиен Лам изброи няколко примера за естествен химеризъм при хората в статия от 2007 г., публикувана в списанието The Science Creative Quarterly (University of British Columbia). Микрохимеризмът се появява, когато само малка популация от клетки е генетично различна от останалите. Например, по време на бременност, майка и развиващ се плод могат да разменят стволови клетки през плацентата.

Друг пример е тетрагаметичният химеризъм. Тук две отделни сперматозоиди оплождат две отделни яйца, което в идеалния случай би довело до набор от братски близнаци. Ако обаче двата ембриона някак се слят заедно, създавайки един плод с генетично обособени клетки, възниква тетрагаметичен химеризъм.

Най-често обаче химери се създават в лаборатория за изследователски цели. Когато клетките на различни родителски организми се съберат и образуват химера, те могат да се включат в множество части на тялото на химера. Тези клетки могат да бъдат соматични клетки - всяка клетка в тялото, с изключение на репродуктивните клетки - или те могат да бъдат вградени в тъкани на зародиш, където се произвеждат специализирани репродуктивни клетки или гамети, като сперматозоиди и яйчни клетки, според Behringer.

Примерите за такива инструменти за изследване включват химерни мишки, които се отглеждат за използване в генетични изследвания. Тези животни съдържат два типа миши клетки, които експресират различни гени: едната, където всички миши гени са непокътнати, и другата, при която едно копие на определен ген е изтрито, или „избито“. Поредица от стъпки на чифтосване, използващи такива химерни мишки, в крайна сметка води до някакво потомство, при което гена, който представлява интерес, е напълно избит във всички клетки, според статията на Scitable, публикувана от Nature Education. Това помага на изследователите да разберат напълно функцията и уместността на този конкретен ген в организма на жив модел.

Създадени са и различни междувидови химери. Например 1984 г. бележи развитието на първата химера за кози и овце, наречена „джип“, според Университета на Уисконсин-Медисън. Областите на тялото на джипи, които съдържаха овчи клетки и ДНК, бяха вълнисти, докато областите с кози клетки и ДНК бяха космат.

Човеко-животински химери

Човеко-животинските химери са допълнителен пример за междувидова химера, генерирана при въвеждане на човешки клетки в животни. Това може да стане чрез различни техники. Човешките клетки и тъкани могат да бъдат присадени на ембриони, плодове или възрастни гръбначни животни, каза Берингер. Човеко-животинските химери също се произвеждат чрез въвеждане на човешки стволови клетки в животни по време на различни етапи на развитие, било то ембрионални, фетални или следродилни (след раждането), според статия от 2007 г., публикувана също в списанието Cell Stem Cell.

Според Националните здравни институти (NIH) две уникални свойства правят стволовите клетки полезни при изследванията: способността да се репликират и възстановяват популациите им без много ограничения и способността да се формират много различни видове клетки и тъкани по време на ранно развитие.

Стволовите клетки, получени от органи и тъкани на възрастни, са до известна степен ограничени във видовете клетки, които могат да образуват. От друга страна, стволовите клетки, които са получени от човешки ембриони (които също могат да бъдат проектирани в лабораторията) или клетки, които са генетично проектирани да се върнат в състояние, подобно на стволови клетки, се считат за "плюрипотентни", според Бостънска детска болница. Това означава, че тези клетки имат способността да се развиват или „диференцират“ във всички основни типове клетки и тъкани на човешкото тяло.

Така че, когато човешките стволови клетки се използват за генериране на химери от хора и животни, особено по време на ранните ембрионални етапи, те имат способността да се интегрират в различни части на тялото на химера, включително зародишната линия, и могат да образуват редица видове клетки и тъкани.

Приложения

Химери от хора и животни служат като полезна среда за изпитване на живот, за да помогнат на учените да разберат по-добре основите на човешката биология и механизмите на човешкото заболяване. Както Берингер посочи в своята статия, използването на лабораторни животни като модели на човешка биология или болести не отразява напълно човешката физиология. „По този начин основната цел на изследването на химера на човека и животните е да се произведат човешки клетъчни знаци при животни“, пише той.

Подобни изследвания се провеждат вече десетилетия. Например през 1974 г. група изследователи от Дания съобщават за първата успешна трансплантация на много различни човешки фетални органи в модел на лабораторна мишка, наречена гола мишка. Техните експерименти, публикувани в статия от 1974 г. в списанието Nature, показват, че белите дробове на човека, бъбреците, панкреаса, тимусът, надбъбречните жлези, тестисите и яйчниците са в състояние да се установят и да се развият в голата мишка.

Експериментите, проведени през последните години, са насочени към разширяване на потенциалните приложения на химерния модел човек и животно. В статия от 2004 г., публикувана в списанието Blood, авторите описват експерименти, в които човешки хематопоетични стволови клетки, или кръвообразуващи стволови клетки, са трансплантирани в овце от 55 до 60 дни. В допълнение към формирането на компонентите на кръвта и имунната система, тези стволови клетки могат да образуват клетки като кост и мускули. Авторите откриват, че хематопоетичните стволови клетки също са способни да образуват функционални чернодробни клетки на човека. Изследователите предположили, че такъв химерен модел може да осигури средство за генериране на голям брой човешки чернодробни клетки за лечение на генетични заболявания при плодове или новородени, при които чернодробните клетки са в дефицит.

Друга изследователска група въведе човешки ембрионални стволови клетки в мозъка на ембрионални мишки на 14 дни. Тези експерименти, описани в статия от 2005 г., публикувана в списанието PNAS, показват, че човешките ембрионални стволови клетки образуват много различни функционални типове неврални клетки. Тези клетки продължиха да се развиват в зрели и активни човешки неврони в предната част на мишката. Авторите изтъкнаха важността на създаването на жива среда, в която да се изследва човешкото нервно развитие. Освен това те предложиха подобни химери да помогнат при разработването на нови модели на невродегенеративни и психиатрични заболявания, както и да осигурят потенциално средство за ускоряване на скрининга на терапевтичните лекарства.

Най-

Статуята „Химера на Арецо“ от около 400 г. пр.н.е., открита в Арецо, древен етруски и римски град в Тоскана.

Кредит: Carole Raddato

Етични съображения

Как трябва хората да мислят за животно, след като учените започнат да го преплитат с човешки характеристики? Този въпрос формира основата на много етични дебати, съсредоточени върху генерирането на химери от хора и животни.

Например, може да има много инстинктивни възражения срещу създаването на такива химери. Има „фактор на юк“, или непосредствено усещане за отвращение, се казва в статия от 2003 г., публикувана от Project Muse. Това чувство може да се обясни с възприемането, че създаването на химери между хора и животни по някакъв начин е табу и че някои граници са прекрачени.

"Като такива тези същества заплашват нашата социална идентичност, недвусмисленият ни статус на хора", пишат авторите Джейсън Скот Робърт и Франсоаз Байлис. Но след това продължават да питат: "Какво прави недвусмисленото човечност?"

Генерирането на човешки и животински химери в някакъв смисъл затъмнява линиите, които определят идентичността на видовете. Например, ако на човешки плюрипотентни клетки се остави да се интегрират в зародишната тъкан на животно, е възможно химера да генерира човешки яйца или сперма. И може много добре да се запита, че ако човешките неврони се интегрират в мозъка на животните, има ли възможност да се повишат възможностите и опита на животното до човешко ниво?

В крайна сметка Робърт и Байлис обобщиха присъщата главоблъсканица при оценяването на етиката на генериране на химери от човека и животните по този начин: „Когато сме изправени пред перспективата да не знаем дали едно същество пред нас е човек и следователно имат право на всички права, които обикновено се предоставят на човека същества, ние като народ сме объркани. "

За някои етици правата на човешките и животинските химери са обвързани с понятието „морален статус“.

„Моралният статус е понятие, което се отнася до моралното значение, което има даден индивид, независимо от притесненията или интересите на другите“, казва Робърт Стрейфър, доцент по биоетика и философия в Университета на Уисконсин-Медисън. "Някои неща нямат морален статус. Един стол има значение само морално, ако други хора се интересуват от него (защото например това е тяхна собственост). Но други неща имат морален статус. Човек или животно има значение, дори и никой друг се грижи за този човек. "

Стрейфер отбеляза, че моралният статус на индивида определя видовете изследвания, за които може да се използва. В случая с човешките същества има строги ограничения за видовете изследвания, които могат да се провеждат върху несъгласни хора. "Това отразява виждането на обществото, че човешките същества имат много висока степен на морален статус." той каза. "За разлика от това, наредбите за изследване, използващи нечовешки животни, позволяват изследване на несъгласни хора, които жертват най-основните си интереси - техните интереси за избягване на болка и смърт - с надеждата, че другите могат в крайна сметка да се възползват. Това отразява виждането на обществото, че животните имат по-ниска степен на моралния статус. "

Стрейфър продължи да обяснява, че въпреки че многото различни теории основават моралния статус на индивида в различни характеристики, в крайна сметка те се определят от физическите характеристики на тялото на индивида. Съгласно „градуираната теория“ за моралния статус, ако физическият състав на индивида бъде променен достатъчно по определени начини, това може на теория да промени моралния статус на индивида. Следователно е възможно да се започне изследване с животно, на което му се предоставят по-слаби защити, но в крайна сметка да се промени по такъв начин, че да придобие по-висок морален статус.

„Като най-лош сценарий, човек би могъл да си представи човек, който има същия морален статус като вас или аз, но продължава да се третира, тъй като животните обикновено се третират в научните изследвания“, заяви Стрейфър пред WordsSideKick.com. "Това би било изключително неетично."

Текущо състояние на политиката

Настоящата федерална политика под формата на насоки и препоръки на NIH, изложени от различни научни организации, отчита етичните проблеми и последните постижения в научните изследвания и технологиите.

През септември 2015 г. NIH постави временен мораториум върху финансирането на изследвания, при които човешки плюрипотентни клетки се въвеждат в нечовешки гръбначни животни преди етапа на гаструлация на ембрионалното развитие. По време на гаструлация се формират трите зародишни слоя или три основни тъканни слоя, които в крайна сметка пораждат всички клетки и тъкани на тялото. Когато човешките плюрипотентни клетки се въвеждат рано в животински ембриони, човешките клетки имат шанс да се включат през целия организъм, казва Кари Уолинец, асоцииран директор по научната политика в NIH. "Вие имате по-малък контрол върху това къде ще отидат [плюрипотентните клетки]", каза тя.

Волинец отбеляза, че етичните опасения по отношение на химери между хора и животни всъщност не са се променили много през годините. "Хората наистина се притесняват от интеграцията на човешките клетки в зародишната линия и в мозъка", каза тя. Въпреки че тя характеризира идеята за животно, което има познаване на човека като „сценарий на научната фантастика“, Волинец подчерта необходимостта да се увери, че интегрирането на човешките клетки в мозъка на животните не води до промени в поведението и познанието на животното, които влияят на неговото благополучие. или да причини някакъв вид дистрес.

През август 2016 г., след семинари и дискусии с изследователи и експерти в областта на хуманното отношение към животните, NIH публикува предложения за промени в настоящите си насоки. Етичните проблеми, подробно описани по-горе, съставляват голяма част от основата на тези насоки. НЗИ предложи да се създаде ръководен комитет, който да осигурява надзор за решения за финансиране, включващи определени видове изследвания. Според публикация в блог, автор на Wolinetz, първият тип включва изследване, при което „човешки плюрипотентни клетки се въвеждат в нечовешки гръбначни ембриони, до края на етапа на гаструлация, с изключение на нечовешки примати, които биха били разгледани само след бластоциста сцена." Втората включва области на изследване, в които „човешките клетки се въвеждат в постгаструлационни нечовешки бозайници (с изключение на гризачи), където може да има съществен принос или съществена функционална модификация на мозъка на животните от човешките клетки“.

В допълнение, NIH предложи промени в настоящите насоки за стволовите клетки на човека.

Говорейки за предложените промени, Волинец каза на WordsSideKick.com, че те представляват „признание, че науката е излязла отвъд мястото, където насоките [първоначално] са започнали“.

Допълнителни ресурси

  • Университетът в Колорадо: Разлики между химера и генетична мозайка
  • Енциклопедия на проекта за ембриони
  • Национални здравни институти: Трансгенно ядро


Видео Добавка: .




Изследване


Милиони Долари В Слонова Кост, Продадени В Craigslist
Милиони Долари В Слонова Кост, Продадени В Craigslist

Учените Най-Накрая Измислят Как Летят Пчелите
Учените Най-Накрая Измислят Как Летят Пчелите

Наука Новини


Изгубената Пещера На „Бог Ягуар“ Преоткрита Под Руините На Маите - И Е Пълна Със Съкровище
Изгубената Пещера На „Бог Ягуар“ Преоткрита Под Руините На Маите - И Е Пълна Със Съкровище

Гъбичната Инфекция Причинява Завихряне, „Лабиринт“ Като Обрив
Гъбичната Инфекция Причинява Завихряне, „Лабиринт“ Като Обрив

Брутният! Само 5 Процента От Потребителите На Банята Мият Ръцете Правилно
Брутният! Само 5 Процента От Потребителите На Банята Мият Ръцете Правилно

Забравете За Опасност: 5 Способности, Които Правят Уотсън На Ibm Удивително
Забравете За Опасност: 5 Способности, Които Правят Уотсън На Ibm Удивително

Как Работи Космическото Земеделие
Как Работи Космическото Земеделие


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2019 BG.WordsSideKick.com