Twee onlangs in China geboren biggen zien er aan de buitenkant uit als doorsnee varkens, maar aan de binnenkant zijn ze (een hele kleine) deels aap.
Een team van onderzoekers heeft de wezens van primaten van varkens gegenereerd door apenstamcellen in bevruchte varkensembryo's te injecteren en ze vervolgens in vervangende zeugen te implanteren, volgens een stuk van New Scientist. Twee van de resulterende biggen ontwikkelden zich tot interspecies-dieren die bekend staan als chimeren, wat betekent dat ze DNA bevatten van twee verschillende individuen - in dit geval een varken en een aap.
"Dit is het eerste rapport van voldragen varkens-aap-hersenschimmen", vertelde co-auteur Tang Hai, een onderzoeker aan het State Key Laboratory of Stem Cell and Reproductive Biology in Beijing, aan New Scientist. Uiteindelijk willen Hai en zijn collega's menselijke organen bij dieren laten groeien voor gebruik bij transplantatieprocedures. Voorlopig is het team van plan om bij apencellen te blijven, aangezien het ontwikkelen van mens-dier-hersenschimmen een hele reeks 'ethische problemen' met zich meebrengt, merkten de auteurs op in een rapport dat op 28 november in het tijdschrift Protein & Cell is gepubliceerd.
Om chimeren met primaten van varkens te maken, groeiden Hai en zijn co-auteurs eerst cellen van cynomolgus-apen (Macaca fascicularis) in laboratoriumschotels. Het team veranderde vervolgens het DNA van de cellen door instructies in te voegen om een fluorescerend eiwit te maken, waardoor de cellen heldergroen gloeiden. Deze luminescente cellen gaven aanleiding tot even stralende embryonale stamcellen, die de onderzoekers vervolgens injecteerden in voorbereide varkensembryo's. Door deze gloeiende vlekken konden de onderzoekers de apencellen volgen terwijl de embryo's uitgroeiden tot biggen.
In totaal kregen 4.000 embryo's een injectie met apencellen en werden ze geïmplanteerd in draagzeugen. De varkens droegen 10 biggen als gevolg van de procedure, maar slechts twee van de nakomelingen groeiden zowel varkens- als apencellen. Door te zoeken naar fluorescerende groene vlekken, vond het team apencellen verspreid over meerdere organen, waaronder het hart, de lever, de milt, de longen en de huid.
In elk orgaan bleken tussen één op de 1.000 en één op de 10.000 cellen apencellen te zijn - met andere woorden, de interspecies-chimeren waren voor meer dan 99% varken.
Hoewel laag, was de verhouding tussen aap- en varkenscellen nog steeds groter dan de maximale hoeveelheid menselijke cellen die ooit in een mens-dier-hersenschim is gekweekt. In 2017 creëerden wetenschappers chimaera's van mens en varken die slechts één menselijke cel per 100.000 varkenscellen kweekten. De interspecies-embryo's mochten zich om ethische redenen slechts een maand ontwikkelen, inclusief de bezorgdheid dat menselijke cellen zouden kunnen groeien in de hersenen van de hersenschim en het dierlijke mensachtige bewustzijn zouden verlenen, aldus New Scientist.
Ondanks deze ethische bezwaren, ging hetzelfde team van onderzoekers eerder dit jaar door met het creëren van hersenschimmen voor menselijke apen, volgens een juli-rapport van de Spaanse krant El País. De resultaten van het controversiële experiment zijn nog niet gerapporteerd, maar de wetenschappers zeiden dat er zich gedurende een paar weken geen embryo's van menselijke primaten mochten ontwikkelen, meldde het artikel.
Hai en zijn co-auteurs hebben misschien de ethische kwesties met betrekking tot hersenschimmen van mens en dier vermeden, maar één expert was niet onder de indruk van hun interspecies-biggen. Stamcelbioloog Paul Knoepfler van de University of California, Davis, vertelde New Scientist dat de lage verhouding tussen aap- en varkenscellen "redelijk ontmoedigend" lijkt. Bovendien stierven de twee hersenschimmen en alle acht andere biggen kort na de geboorte, merkte hij op.
De exacte reden voor de dood van de biggen blijft "onduidelijk", vertelde Hai aan New Scientist, maar hij zei dat hij vermoedt dat de sterfgevallen eerder verband houden met de in-vitrofertilisatie (IVF) -procedure dan met de injectie van apen-DNA. Andere wetenschappers hebben ook ontdekt dat IVF niet consistent werkt bij varkens, volgens een rapport uit 2019 in het tijdschrift Theriogenology.
In de nabije toekomst willen Hai en zijn collega's het aandeel van apencellen in varkenscellen in toekomstige hersenschimmen vergroten en uiteindelijk hele aaporganen in hun varkens laten groeien, vertelde Hai aan New Scientist. In hun paper merkten de auteurs op dat hun werk bij varkens zou kunnen helpen "de weg te effenen" naar het "uiteindelijke doel van de reconstructie van menselijke organen bij een groot dier".
