In Japan könnten bald einige ungewöhnliche Embryonen wachsen: Nachrichten von Hybriden aus Mensch, Maus und Ratte, berichten Nachrichtenquellen.
Eine japanische Forschungsgruppe erhielt am 24. Juli die Genehmigung eines Komitees der japanischen Regierung, ein Experiment durchzuführen, bei dem eine Art menschlicher Stammzellen (Zellen, die in fast jede Zelle hineinwachsen können) in tierische Embryonen eingebracht wird.
In den Embryonen können die menschlichen Zellen - sogenannte induzierte pluripotente Stammzellen (iPS) - zu bestimmten Organen wachsen. Wenn alles gut geht, planen die Forscher, irgendwann menschliche Organe in anderen Tieren wie Schweinen zu züchten. Vielleicht könnten diese Organe eines Tages für Organtransplantationen bei Menschen verwendet werden, sagten die Forscher.
"Ich persönlich fand es sehr aufregend", dass die japanische Regierung dieses Projekt genehmigte, sagte Ronald Parchem, Assistenzprofessor für Neurowissenschaften am Baylor College of Medicine in Houston, der nicht an der neuen Forschung beteiligt ist. "Es hat ein enormes Potenzial, vielen Menschen zu helfen, die an einer Vielzahl von Krankheiten leiden oder verschiedene Arten von Gewebe- oder Organersatz benötigen."
Es gibt jedoch wissenschaftliche und ethische Fragen, die sich im Verlauf dieser Forschung stellen können.
Wie wir hierher gekommen sind
Japan machte im März Schlagzeilen, als das Land ein Verbot des Wachstums menschlicher Zellen in tierischen Embryonen über den 14. Tag der Existenz eines Embryos hinaus aufhob und diese Embryonen in die Gebärmutter eines Ersatztiers transplantierte. Diese Umkehrung war eine große Sache für Hiromitsu Nakauchi, einen Stammzellbiologen an der Stanford University und der University of Tokyo, der diese Forschungsrichtung seit mehr als einem Jahrzehnt verfolgt, berichtete das Nature Magazine.
Bis zur offiziellen Genehmigung durch das japanische Ministerium für Bildung, Kultur, Sport, Wissenschaft und Technologie im nächsten Monat könnte Nakauchis Forschung laut Nature die erste sein, die nach Japans neuen Richtlinien genehmigt wurde.
Wenn die Genehmigung erteilt wird, plant Nakauchi, in kleinen Schritten voranzukommen und zunächst Maus- und Rattenembryonen so zu programmieren, dass keine Bauchspeicheldrüse wächst. Nakauchi wird dann die menschlichen iPS-Zellen in diese Embryonen übertragen, in der Hoffnung, dass die implantierten Zellen die Herausforderung annehmen und tatsächlich eine "menschliche" Bauchspeicheldrüse in den Nagetierembryonen wachsen lassen.
Sobald sich die Embryonen entwickelt haben und als vollwertige Ratten und Mäuse geboren wurden, planen die Forscher, bis zu zwei Jahre damit zu verbringen, die Kleinen zu überwachen. Diese Phase ist von entscheidender Bedeutung, da die Regierung der Forschung bestimmte nuancierte Beschränkungen auferlegt hat. Wenn die Wissenschaftler beispielsweise menschliche Zellen in mehr als 30% des Gehirns von Nagetieren finden, müssen die Wissenschaftler das Experiment beenden. Dies soll sicherstellen, dass kein "humanisiertes" Tier entsteht, berichtete die Nachrichtenseite ScienceAlert.
Humanisierte Maus?
Der Begriff humanisiert ist vage. Im Wesentlichen sind einige Wissenschaftler und Ethiker jedoch besorgt, dass, wenn sich zu viele menschliche Zellen in das Gehirn der Maus einschleichen, "dieses Gehirn der Maus in irgendeiner Weise eine Veränderung der Kognition oder der geistigen Fähigkeiten aufweisen könnte", sagte Parchem gegenüber Live Science. "Wir wissen eigentlich nicht, was passieren wird. Unser Training legt nahe, dass es sehr unwahrscheinlich ist, dass Sie eine Maus mit menschlichen Qualitäten bekommen ... Was Sie vielleicht finden, ist, dass das Gehirn mehr gefaltet ist oder es mehr eine Art Neurotransmitter gibt. ""
Mit anderen Worten, es ist unwahrscheinlich, dass die Hybridmaus menschliches Verhalten zeigt. Vielmehr könnte die Maus bestimmte molekulare Merkmale aufweisen, die dem Menschen ähneln, sagte Parchem.
Aber auch dieses Szenario ist unwahrscheinlich, sagte Nakauchi. In einem früheren Experiment legte er menschliche iPS-Zellen in ein befruchtetes Schafei und transplantierte diesen Embryo dann in ein Schaf an der Stanford University. Die transplantierten menschlichen Zellen haben den Embryo nicht in eine seltsame menschliche Schafkreatur verwandelt, sagte er. (Der Hybridembryo wurde nicht zum Abbruch gebracht; er wurde nach 28 Tagen Entwicklung zerstört.)
"Die Anzahl der menschlichen Zellen, die in den Körpern von Schafen wachsen, ist extrem gering, wie 1 zu Tausenden oder 1 zu Zehntausenden", sagte Nakauchi gegenüber The Asahi Shimbun, einer japanischen Nachrichtenagentur. "Auf dieser Ebene wird niemals ein Tier mit einem menschlichen Gesicht geboren."
Sein Team plant auch, das Experiment mit anderen Organen, einschließlich menschlichen Lebern und Nieren, zu versuchen, berichtete The Asahi Shimbun.
Wissenschaftliche und ethische Fragen
Nakauchis Methode ist wissenschaftlich fundiert, da nicht nur die Zellen einer Art in den Embryo einer anderen Art eingeführt werden müssen - etwas, das nicht immer funktioniert. Und wenn dies der Fall ist, wird das Endergebnis als Chimärismus bezeichnet, eine Mischung von Zellen aus zwei oder mehr Organismen.
"Jedes Mal, wenn Sie eine Art nehmen und mit einer anderen mischen, ist die Wirtsart im Allgemeinen besser", sagte Parchem. "Wenn Sie eine Rattenzelle nehmen und in eine Maus-Blastozyste geben, sind die Rattenzellen im Nachteil. Deshalb ist der Chimärismus im Allgemeinen sehr gering."
Wenn jedoch ein ganzes Organ wie eine Bauchspeicheldrüse im Wirt ausgeschlagen wird, haben die eingeführten Zellen der anderen Spezies eine Chance. "Sie müssen nicht konkurrieren, um die Bauchspeicheldrüse zu erzeugen", sagte Parchem. "Und dann können diese anderen Arten von Zellen einen großen Teil der Zellen beitragen, die ein bestimmtes Gewebe oder Organ erzeugen. Andernfalls ist das nicht sehr wahrscheinlich."
Parchem stellte fest, dass Wissenschaftler seit Jahrzehnten mit Chimärismus bei nichtmenschlichen Tieren experimentieren - insbesondere bei solchen, die eng miteinander verwandt sind, wie Wachteln und Hühner -, da dies Forschern hilft, etwas über die Entwicklungsbiologie zu lernen. Aber "unsere Fähigkeit, menschliche Chimären herzustellen, ist tatsächlich sehr schlecht", sagte er. "Alle Beweise besagen, dass menschliche Zellen sehr schlecht in andere Arten, die wir untersucht haben, wie Schwein, Maus, Ratte und Schaf, eingebaut sind."
Experimente mit menschlichen Chimären könnten erfolgreicher sein, wenn die anderen Tiere nichtmenschliche Primaten sind, die enger mit Menschen verwandt sind als andere Labortiere. Aber Parchem sagte, er habe noch nie von einem solchen Experiment gehört, das "offensichtlich viel mehr mit ethischen Bedenken behaftet ist" als Tests an Mäusen oder Schafen, sagte er.
Vorerst müssen Wissenschaftler sehen, wie Nakauchis Experimente voranschreiten. Wie Nakauchi gegenüber The Asahi Shimbun sagte: "Wir erwarten nicht, dass wir sofort menschliche Organe schaffen, aber dies ermöglicht es uns, unsere Forschung basierend auf dem Know-how, das wir bis zu diesem Punkt gewonnen haben, voranzutreiben."
In den Vereinigten Staaten wurden Mensch-Tier-Hybride hergestellt, aber nie zum Abschluss gebracht, berichtete Nature. Darüber hinaus muss diese Forschung in den USA privat finanziert werden, da die National Institutes of Health 2015 ein Moratorium für die Bezahlung solcher Forschung verhängt haben.
