Cywilizacja

Ludzie-chimery na części, czyli dr Frankenstein wiecznie żywy

Jeden procent ludzkich komórek w świni to już człowiek, czy jeszcze świnia? A dwa procent? A pięćdziesiąt? Od jakiego procentu komórek ludzkich taka chimera ma ludzki umysł? Czy pobranie od takiego tworu organów do przeszczepu to akt miłosierdzia okazanego choremu, czy barbarzyństwo?

Wszyscy będziemy zombie

Po śmierci przez jakiś czas nasz mózg pracuje jak we śnie, a umysł wie, że umarliśmy. Nadal słyszymy, nawet widzimy z dużą ostrością, co się z nami dzieje. Niektóre zaś geny, aktywne tylko przed urodzeniem, wracają do działania właśnie wtedy, gdy nasz zgon jest medycznie niewątpliwy.

zobacz więcej
Biologia poucza nas, że każda kobieta jest chimerą. Chimeryczność zatem, sama w sobie, nie niesie wielu zagrożeń (jeśli zapomnieć o tym jabłku z Drzewa Wiadomości Dobrego i Złego oraz o własnej teściowej). Natura jednak broni się usilnie przed mieszaniem gatunków – w świecie zwierząt chimery nie powstają.

Dlatego i żydowska Tora mieszać gatunków po prostu zabrania. Czarno na białym są tam zapisane nakazy typu: nie będziesz siał pszenicy z jęczmieniem oraz nie będziesz naszywał lnianej łaty na wełnie.

Człowiek jednak przestał się liczyć tak z Pięcioksięgiem Mojżesza, jak i z naturą. I chimery eksperymentalnie uzyskuje w laboratoriach. Przez miniony rok na tapecie były już świnio-ludzkie i owczo-ludzkie embriony. Nie dla zabawy, do transplantacji. Nawet nie pytam, czy to moralne i czy mają one duszę, bo od tego są lepsi specjaliści. Zapytam, czy to bezpieczne i czy ma sens?

Kobieta jest chimerą,

choć zapewne tego nie wie. W każdej komórce swego ciała kobieta ma dwa chromosomy płciowe X. Jeden po mamie, a drugi po ojcu – nie są one zatem identyczne. Każdy mężczyzna ma tylko jeden X (po mamie) a ponadto Y (po ojcu). Aby uniknąć sytuacji, w której komórki kobiet produkują więcej białek zapisanych w chromosomie X niż komórki mężczyzny, konieczne jest jakieś wyłączenie tego nadmiarowego X kobiety. Natura musi ów problem załatwić, bowiem nadmiar pewnych białek mógłby uczynić z kobiety gatunek inny niż ten, jakim jest mężczyzna. W efekcie nie mogliby mieć razem płodnych dzieci i ludzkość by po prostu wyginęła.
Które chromosomy decydują, czy będzie to chłopiec czy dziewczynka? Rys. Wikipedia/praca Larsa Ebbersmeyera, 2015 rok
Zatem w każdej kobiecej komórce jeden chromosom X (albo ten po mamie, albo ten po tacie) ulega zbryleniu i unieczynnieniu. Wyobraźmy sobie, że aktywność matczynego X zabarwia komórki na czerwono, a ojcowskiego – na żółto. Ciało każdej kobiety byłoby wtedy złożone z dwóch rodzajów komórek – żółtych i czerwonych.

Wszyscy jesteśmy czarni. O pochodzeniu kolorów skóry

Człowiek współczesny, gdy emigrował z Afryki, był ciemnoskóry, co w jego dawnej siedzibie zabezpieczało przed nowotworami skóry i w ogóle wymarciem. W Eurazji, gdzie musieli sobie radzić z niedostatkiem UVB, ten „filtr słoneczny” stał się szkodliwym dla zdrowia balastem.

zobacz więcej
Statystycznie jest pewnie pół na pół, ale jednostkowo wcale nie musi tak być. Istnieją zatem z pewnością kobiety, w których jest powiedzmy jedynie 1 procent komórek żółtych. Narządy wewnętrzne, skóra etc. są albo żółte albo czerwone albo w desenik. Chimera to zatem organizm złożony z dwóch, genetycznie odmiennych, rodzajów komórek. Oczywiście można sobie też wyobrazić chimery międzygatunkowe, czyli np. człowieka z myszą, czy świni z krową.

Gdy jednak wszystkie komórki jakiegoś stworzenia są genetycznie identyczne, aczkolwiek mają materiał genetyczny wymieszany z dwóch rodzicielskich gatunków (np. konia i osła, jak to jest w przypadku muła) to nie jest chimera. Posługując się poprzednią parabolą – wszystkie komórki muła są pomarańczowe.

Materiały i metody

Tak na ogół tytułuje się rozdział pracy naukowej, który opisuje co, jak i z czego trzeba zrobić, aby powtórzyć dany ciąg eksperymentalny. W wypadku tworzenia chimer międzygatunkowych (kobieta jest chimerą wewnątrzgatunkową) trzeba zrobić, co następuje.
Prawdopodobnie najstarszy rysunek ludzkich chromosomów. Walther Flemming, profesor anatomii w Kilonii, w dziele „Substancja komórkowa, jądro i gojenie komórek” z 1882 roku. Fot. Wikimedia
Wziąć młode, zdrowe, genetycznie jak najbardziej zbliżone embriony świńskie lub owcze. Owcze łatwiej uzyskać drogą zapłodnienia in vitro i potrzeba ich tylko 4 – 8 na owczą matkę surogatkę, podczas gdy świńskich embrionów trzeba uzyskać aż około 50.

Od ludzkiego dawcy pobrać komórki macierzyste (nadal mamy ich sporo we krwi i w różnych tkankach). Można też „odmłodzić” niektóre ludzkie komórki tak, by stały się jak macierzyste. Czyli takie, z których rozwijają się na drodze podziałów i przekształceń całe tkanki i organy.

Kogo mleko zabija, kogo uzdrawia? Komu szkodzi - i dlaczego są to Azjaci, Afrykańczycy, Latynosi oraz... Finowie

Fermentowanie mleka pozwala je lepiej trawić. A to nasi praprzodkowie dali tę technologię światu! Na Kujawach wytwarzano ser już 6 tys. lat temu.

zobacz więcej
Wszczepić te ludzkie komórki do rozwijającego się wczesnego zwierzęcego embriona i dokonać jego implantacji do surogatki.

Z takiego chimerycznego zarodka ma szansę rozwinąć się dorosła chimera. Optymalnie taka, w której pewne organy (np. serce, nerki czy wątroba) byłyby ludzkie i miały molekularne „etykietki” takie, jak dawca wykorzystanych w eksperymencie komórek macierzystych. A jednocześnie jak potencjalny biorca owych ludzkich organów wyhodowanych w świni czy owcy.

Jak dotąd jednak do embrionów zwierzęcych daje się wszczepić jedynie bardzo niewiele komórek ludzkich. Tak, że w zarodkach 28-dniowych tylko 1 na 10 000 komórek ma ludzki genom, reszta jest zwierzęca. Takie zaś zarodki są niszczone.

Komisje etyczne instytucji naukowych nie zgadzają się na razie na przedłużanie tych eksperymentów. Nie wiadomo zatem, jaka byłaby dola tych ludzkich komórek w rozwoju zarodka: czy w ogóle by przeżyły i co by z nich powstało w organizmie zwierzęcym, który ewentualnie miałby szansę się urodzić?

W obu opisanych w ostatnim roku przypadkach „bawili się w dr. Frankensteina” uczeni z Kaliforni. Świnio-człowieka lepili z komórek naukowcy z Salk Institute kierowani przez Izpisua Belmonte.



To ci sami, którzy już w 2015 roku opublikowali na łamach prestiżowego „Nature” wszczepienie komórek ludzkich do uśmierconych embrionów mysich. Komórki ludzkie podjęły rozwój i w tych warunkach – jak z bajki horrorynki – dały początek tkankom ludzkim w bardzo wczesnym stadium rozwoju.
Baranio-ludzkie chimery uzyskali wspólnie badacze z University of California w Davis kierowani przez Pablo Rossa oraz ze Stanfordu, wśród których byli i współautorzy eksperymentów „świńskich”.



Na części czy na złom?

Problem tworzenia chimer międzygatunkowych powraca i nadal będzie, gdyż istnieje – ujmując rzecz drastycznie, aczkolwiek adekwatnie – niezaspokojony głód narządów do transplantacji. Sytuacja jest poważna dlatego, że mimo ustawodawstwa dość globalnie promującego przeszczepy (zgoda domyślna etc.), młodych zdrowych dawców jest jak na lekarstwo.

Co więcej, przeszczepy, mimo wielkich postępów transplantologii, rzadko utrzymują się bardzo długo. Układ immunologiczny jest nastawiony z natury na ich odrzucenie, nawet gdy pochodzą od blisko spokrewnionego dawcy. Oszukiwanie układu odporności lekami immunosupresyjnymi prowadzi zaś częstokroć do innych schorzeń.

Przeszczepy zatem, zwłaszcza te ratujące życie, są powtarzane u tego samego pacjenta. Z pewnością co najmniej kilka tysięcy osób rocznie umiera w Unii Europejskiej z tego powodu, że nie zdołano znaleźć dla nich stosownego organu.

Świnia zaś czy owca mają podstawowe narządy wewnętrzne niemal ludzkiej wielkości. Daje się je uzyskiwać na drodze zapłodnienia in vitro i przeniesienia takich embrionów do matek-surogatek. Ich ciąża jest krótka i są niedrogie w utrzymaniu.


Ludzka krew filtruje płuca świń podczas wdechu i wydechu w laboratorium Larsa Burdorfa z University of Maryland School of Medicine.

Dlaczego zatem nie stosujemy po prostu organów zwierzęcych, świńskich czy owczych? Problem podstawowy: układ immunologiczny odrzuci je ostro i gwałtownie, jeszcze bardziej niż odrzuca organy ludzkie. Zwierzęce molekularne „etykietki” na powierzchni komórek działają na niego jak płachta na byka.

Cukier krzepi... raka

Dróżdż na cukrze rośnie szybko. Co nam odpowiada, gdy pieczemy wielkanocną babę. Dokładnie jednak ten sam proces występujący w komórkach ludzkich, to dramat. Początek dramatu.

zobacz więcej
Ten problem jest możliwy do pokonania. Da się na drodze inżynierii genetycznej (przynajmniej eksperymentalnie, nie industrialnie) uzyskać zarodki świńskie czy owcze pozbawione wielu własnych molekularnych „etykiet”. Tak, by były dla ludzkiego układu odporności właściwie niemal niewidoczne.

Można próbować geny zwierzęce kodujące takie białka-etykietki zastąpić ludzkimi. Problemem jest jednak, co z takimi „nagimi” tkankami zrobi własny układ immunologiczny zwierzęcia, zanim ono dorośnie i zdoła dać człowiekowi utkaną w swym wnętrzu część zamienną.

Układ immunologiczny potrzebuje bowiem wielu spośród tych etykietek dla własnego rozwoju i uczenia się. Bez tej edukacji może np. zabijać własne komórki, jak to ma miejsce w chorobach autoagresyjnych. Bez procesu uczenia się może też nie być w stanie zwalczać jakichkolwiek wirusów czy atakujących go bakterii.



Gdyby jednak nawet przeskoczyć jakoś ten problem, pojawia się na horyzoncie kolejny. Są nimi czynniki chorobotwórcze, które tkwią w zwierzęcych genomach i nie da się ich usunąć. Czy pamiętamy jeszcze chorobę szalonych krów, czy bliźniaczo jej podobną scrapię u owiec? A choroba Creuzfelda-Jakoba u ludzi? Wywoływane były przez niewielkie zbuntowane białka, zwane prionami. Priony są tak dla nas zakaźne, że pewnych tkanek (mózgi, wyciągi kostne) z bydła i owiec oficjalnie nie jemy od czasu ostatniej epidemii.

Nieznana cukrzyca: 3c

Mogłeś nie wiedzieć, że na nią chorujesz. Odkryto bowiem zupełnie nowy typ cukrzycy, do której dochodzi z powodu zniszczenia trzustki. Oznacza to, że wielu chorych było dotąd źle leczonych.

zobacz więcej
Nasz organizm nie radzi sobie z prionami. Te jednak w sposób dość łatwy pojawiają się u krów i owiec. Świnie zaś, z których kości dziś robimy galaretki, bo choroby prionowe nie były przez nie przenoszone na człowieka, są wyładowane niczym puszka Pandory innym zagrożeniem. Retrowirusami. To takie wirusy, które często siedzą sobie „uśpione” w naszym genomie.

Nie wchodząc w naturę ich materiału genetycznego czy cyklu „życiowego” trzeba powiedzieć po prostu: nie wiemy, które z nich mogłyby być potencjalnie dla człowieka szkodliwe. Nie da się ich wszystkich „wyoperować molekularnie” ze świńskiego genomu. Imię ich bowiem: legion.

W przeciwieństwie do prionów, wirusy takie ulegają unieszkodliwieniu, gdy wieprzowinę ugotujemy, usmażymy czy upieczemy i dobrze strawimy. Dlatego nie są groźne, że się tak wyrażę, w konsumpcji. Jednak w przeszczepie?

To scenariusz na świetny film katastroficzny. Człowiek po świńskim przeszczepie zapada na tajemniczą chorobę. Zanim w ogóle zgłasza się do lekarza z objawami przypominającymi grypę, zaraził już pół miasteczka i samolot, w którym leciał z wielkiego klinicznego szpitala do domu na końcu amerykańskiej prerii. Zaczyna się globalna epidemia. Znikamy jako gatunek. Albo prawie.

Dokładnie to samo – jak zapewne czytelnicy zauważyli – dotyczy zwierzęco-ludzkich chimer. Nadal będą wypchane retrowirusami, czy też będą zapadać na choroby prionowe. Nadal też jakoś trzeba ogłuszyć układ odporności zwierzęcia, aby nie odrzucił rozwijających się w nim komórek ludzkich. A to może spowodować choroby samego zwierzęcia – potencjalnego dawcy organu. Bo układ odporności jest każdemu stworzeniu po coś, a nie do niczego.

Również szansa na to, że cały przeszczepiony narząd – wraz ze swymi naczyniami krwionośnymi, unerwieniem etc. – będzie w całości ludzki, a zatem immunologicznie akceptowalny, są znikome. Zwłaszcza, jeśli do zwierzęcego zarodka wprowadzimy wstępnie niewiele ludzkich komórek. Jeśli wprowadzamy ich wiele, jak możemy nadal twierdzić, że to wciąż jest zwierzę?

– Magdalena Kawalec-Segond,
biolog molekularny i mikrobiolog, współautorka „Słownika bakterii” (Adamantan, Łódź 2008)
Zdjęcie główne: "The Long Awaited", rzeźba Patricii Piccinini na jej wystawie „Względności” podczas festiwalu sztuki w Galway w Irlandii, 13 lipca 2015 r. Fot. Clodagh Kilcoyne/Getty Images
Zobacz więcej
Cywilizacja Najnowsze wydanie
Państwa, które utraciły władzę
Kto nami rządzi? Facebook i Google. MKOl. i FIFA, VISA i Mastercard. Standard & Poor’s i Moody’s.
Cywilizacja Najnowsze wydanie
Krychowiak na warzywach. Czy można być idolem, nie jedząc mięsa?
Władysław Komar zdobył złoty medal olimpijski w 1972 roku. Wcześniej codziennie na obiad dostawał dwukilogramowy połeć pieczonej polędwicy wołowej.
Cywilizacja Najnowsze wydanie
Jądra motorem ewolucji
W mosznie ukrywa się wiele niedocenianej dotąd mocy. A wszystko za sprawą mutacji.
Cywilizacja Najnowsze wydanie
Żołnierze siłą trzymani w wojsku, czyli „maskirowka”
Rosyjscy wojskowi i politycy ukształtowali się w sowieckiej tradycji oszukiwania wroga.
Cywilizacja Najnowsze wydanie
Czy James zostanie Luną? Jak zmienić 7-latkowi płeć
Jeffrey Younger alarmował, że w „przemianę” jego syna w dziewczynkę zaangażowani są wszyscy, łącznie z instytucjami.