Binnenkort kunnen er in Japan enkele ongewone embryo's groeien: die van hybriden van mens-muis en mens-rat, melden nieuwsbronnen.
Een onderzoeksgroep in Japan kreeg op 24 juli toestemming van een commissie van de Japanse regering om verder te gaan met een experiment dat een soort menselijke stamcellen (cellen die in bijna elke cel kunnen uitgroeien) in dierlijke embryo's zet.
Eenmaal in de embryo's kunnen de menselijke cellen, genaamd induced pluripotent stem (iPS) -cellen, uitgroeien tot specifieke organen. Als alles goed gaat, zijn de onderzoekers van plan om uiteindelijk menselijke organen te laten groeien bij andere dieren, zoals varkens. Misschien kunnen deze organen ooit worden gebruikt voor orgaantransplantaties bij mensen, aldus de onderzoekers.
"Ik vond het persoonlijk heel spannend" dat de Japanse regering dit project goedkeurde, zei Ronald Parchem, assistent-professor neurowetenschappen aan het Baylor College of Medicine in Houston, die niet betrokken is bij het nieuwe onderzoek. "Het heeft een enorm potentieel om veel mensen te helpen die lijden aan een breed scala aan ziekten of die verschillende soorten weefsel of orgaanvervanging nodig hebben."
Er kunnen zich echter wetenschappelijke en ethische vragen voordoen naarmate dit onderzoek vordert.
Hoe we hier zijn gekomen
Japan haalde in maart de krantenkoppen toen het land een verbod op het kweken van menselijke cellen in dierlijke embryo's na dag 14 van het bestaan van een embryo ongedaan maakte en die embryo's in de baarmoeder van een vervangend dier transplanteerde. Deze omkering was een groot probleem voor Hiromitsu Nakauchi, een stamcelbioloog aan de Stanford University en de Universiteit van Tokio, die deze onderzoekslijn al meer dan een decennium nastreeft, meldde Nature magazine.
Nu, in afwachting van de officiële goedkeuring volgende maand van het Japanse ministerie van Onderwijs, Cultuur, Sport, Wetenschap en Technologie, zou Nakauchi's onderzoek volgens Nature de eerste kunnen zijn volgens de nieuwe richtlijnen van Japan.
Als goedkeuring wordt verleend, zei Nakauchi, is hij van plan om in kleine stapjes vooruit te gaan, eerst muis- en ratembryo's programmeren om geen alvleesklier te laten groeien. Nakauchi zal vervolgens de menselijke iPS-cellen in die embryo's overbrengen, in de hoop dat de geïmplanteerde cellen de uitdaging zullen aangaan en in feite een "menselijke" alvleesklier in de knaagdierembryo's zal laten groeien.
Zodra de embryo's zich ontwikkelen en worden geboren als volwaardige ratten en muizen, zijn de onderzoekers van plan twee jaar lang de kleintjes te volgen. Deze fase is cruciaal, aangezien de regering bepaalde genuanceerde beperkingen heeft opgelegd aan het onderzoek. Als de wetenschappers bijvoorbeeld menselijke cellen in meer dan 30% van de knaagdierhersenen vinden, moeten de wetenschappers het experiment stopzetten. Dit is om ervoor te zorgen dat er geen "gehumaniseerd" dier ontstaat, meldde nieuwssite ScienceAlert.
Gehumaniseerde muis?
De term gehumaniseerd is vaag. Maar in wezen zijn sommige wetenschappers en ethici bezorgd dat als te veel menselijke cellen in de hersenen van de muis kruipen, 'dat muizenbrein op de een of andere manier een verandering in cognitie of mentaal vermogen kan hebben', vertelde Parchem aan WordsSideKick.com. "We weten eigenlijk niet wat er gaat gebeuren. Onze training suggereert dat het zeer onwaarschijnlijk is dat je een muis met menselijke eigenschappen zou krijgen ... Wat je zou kunnen ontdekken is dat er meer vouwen in de hersenen zijn of dat er meer een soort neurotransmitter is. "
Met andere woorden, het is onwaarschijnlijk dat de hybride muis menselijk gedrag vertoont. De muis kan eerder bepaalde moleculaire kenmerken hebben die op de mens lijken, zei Parchem.
Maar dit scenario is ook onwaarschijnlijk, zei Nakauchi. In een eerder experiment plaatste hij menselijke iPS-cellen in een bevrucht schaapsei en transplanteerde dit embryo vervolgens in een schaap aan de Stanford University. De getransplanteerde menselijke cellen transformeerden het embryo niet in een raar schepsel van een menselijk schaap, zei hij. (Het hybride embryo werd niet gehaald, het werd vernietigd na 28 dagen ontwikkeling.)
"Het aantal menselijke cellen dat in de lichamen van schapen wordt gekweekt, is extreem klein, zoals 1 op de duizenden of 1 op de tienduizenden", vertelde Nakauchi aan The Asahi Shimbun, een Japanse nieuwsuitzending. 'Op dat niveau zal er nooit een dier met een menselijk gezicht geboren worden.'
Zijn team is ook van plan het experiment met andere organen te proberen, waaronder menselijke levers en nieren, meldde The Asahi Shimbun.
Wetenschappelijke en ethische vragen
Nakauchi's methode is wetenschappelijk verantwoord, omdat het niet alleen gaat om het inbrengen van de cellen van de ene soort in het embryo van een andere soort - iets dat niet altijd werkt. En als dat zo is, staat het eindresultaat bekend als chimerisme, een mengsel van cellen van twee of meer organismen.
'Elke keer dat je een soort neemt en deze mengt met een andere, doet de gastheersoort het over het algemeen beter', zei Parchem. 'Als je een ratcel neemt en die in een muis-blastocyst stopt, zijn de ratcellen in het nadeel. Daarom is het chimerisme over het algemeen erg laag.'
Wanneer echter een heel orgaan, zoals een alvleesklier, in de gastheer wordt uitgeschakeld, maken de geïntroduceerde cellen van de andere soort kans. 'Ze hoeven niet te concurreren om de alvleesklier te genereren', zei Parchem. 'En dan kunnen deze andere soorten cellen een groot deel van de cellen bijdragen die een bepaald weefsel of orgaan genereren. Anders is dat niet erg waarschijnlijk.'
Parchem merkte op dat wetenschappers decennialang hebben geëxperimenteerd met chimerisme bij niet-menselijke dieren - vooral dieren die nauw met elkaar verwant zijn, zoals kwartels en kippen, omdat het onderzoekers helpt meer te weten te komen over ontwikkelingsbiologie. Maar 'ons vermogen om menselijke hersenschimmen te maken is eigenlijk heel slecht', zei hij. "Al het bewijs zegt dat menselijke cellen zeer slecht in andere soorten opnemen die we hebben bekeken, zoals varkens, muizen, ratten en schapen."
Experimenten met menselijke hersenschim zouden meer succes kunnen hebben als de andere dieren niet-menselijke primaten zijn, die nauwer verwant zijn aan mensen dan andere proefdieren. Maar Parchem zei dat hij nog nooit van een dergelijk experiment heeft gehoord, dat 'duidelijk veel meer ethische bezwaren heeft' dan testen op muizen of schapen, zei hij.
Voorlopig zullen wetenschappers moeten zien hoe Nakauchi's experimenten verlopen. Nakauchi zei tegen The Asahi Shimbun: "We verwachten niet dat we onmiddellijk menselijke organen zullen creëren, maar dit stelt ons in staat ons onderzoek te bevorderen op basis van de knowhow die we tot nu toe hebben opgedaan."
In de Verenigde Staten zijn mens-dier-hybriden gemaakt, maar nooit op de lange baan gebracht, meldde Nature. Bovendien moet dergelijk onderzoek particulier worden gefinancierd in de Verenigde Staten, aangezien in 2015 de National Institutes of Health een moratorium hebben ingesteld op het betalen van dergelijk onderzoek.
