Gestern veröffentlichten die Forscher in der Zeitschrift Cell einen Artikel, in dem sie bekannt gaben, dass sie erfolgreich die erste Human-Pig-Chimäre hergestellt haben - einen Embryo, der Zellen aus zwei genetisch unterschiedlichen Arten enthält. Die kontroverse Studie ist der erste Schritt zur Züchtung menschlicher Organe in nicht-menschlichen Wirtstieren zur Transplantation.
Laut Hannah Devlin vom The Guardian wurde die Forschung von einem Team des Salk-Instituts für biologische Studien in La Jolla, Kalifornien, geleitet. Die Wissenschaftler wandelten Zellen eines erwachsenen Menschen in Stammzellen um und injizierten diese in Schweineembryonen im Frühstadium. Diese Embryonen wurden dann in weibliche Schweine implantiert, wo sie sich drei bis vier Wochen lang entwickeln durften, was dem ersten Trimester einer Schweine-Trächtigkeit entspricht.
Erin Blakemore von National Geographic berichtet, dass 186 der Embryonen später zu Chimärenembryonen wurden. In jedem späteren Schweineembryo stammte etwa 1 von 100.000 Zellen vom Menschen.
Es war eine lange Reise, auch diese früheste Etappe zu erreichen, berichtet Blakemore. Bevor Belmonte und seine Kollegen zu Human-Pig-Chimären übergingen, beschäftigten sie sich zunächst mit Maus-Ratten-Chimären. Mithilfe der CRISPR / Cas9-Genbearbeitung konnten die Forscher die Gene für bestimmte Organbildungen aus Maus-Blastozysten entfernen (eine Blastozyste ist das zelluläre Stadium vor dem Embryo).
Anschließend injizierten sie Rattenstammzellen in die Blastozysten. Sie fanden heraus, dass die Stammzellen die Lücken füllten und die fehlenden Organe wie Herz, Bauchspeicheldrüse und Auge entwickelten.
Die Forscher versuchten dann ein ähnliches Verfahren, bei dem Rattenstammzellen in Schweineblastozysten injiziert wurden. Aber diese Kombination hat nicht funktioniert, vor allem, weil die Entwicklungszeit für die beiden Tiere so weit auseinander liegt. Die Forscher gingen dann zu Schweinen und Menschen über, die unterschiedliche Tragezeiten haben (die Trächtigkeit eines Schweins dauert etwa 112 Tage), aber ähnlichere Organe.
Es dauerte dann eine Menge Versuch und Irrtum, um Stammzellen zu finden, die sich entlang einer ähnlichen Zeitachse entwickelten. "Wir haben drei verschiedene Arten menschlicher Zellen ausprobiert, die im Wesentlichen drei verschiedene Zeiten repräsentieren", erzählt Jun Wu, der erste Autor des Papiers, Blakemore.
Die Arbeit könnte letztendlich lebensrettende Organe für diejenigen liefern, die auf Spenderlisten warten, aber Kritiker der Forschung glauben, dass die Vermischung von Mensch und Tier in irgendeiner Weise eine Grenze überschreitet. In den Vereinigten Staaten haben die National Institutes of Health die Finanzierung der Human-Chimären-Forschung durch den Bund verboten, obwohl sie im August letzten Jahres signalisierten, dass dieses Verbot für sorgfältig überwachte Experimente gelockert werden könnte.
Daniel Garry, ein Kardiologe, der ein Forschungsprojekt zu Chimären an der Universität von Minnesota leitet, sagt Devlin, dass er der Meinung ist, dass das Salk-Experiment ethisch und verantwortungsbewusst durchgeführt wurde. "Dies ist ein bedeutender Fortschritt, der auch Chancen und ethische Fragen aufwirft", sagte er und wies darauf hin, dass die Ängste vieler Menschen vor Halb-Mensch-Halb-Tier-Schimären in dieser Studie nicht wirklich im Bereich der Möglichkeiten liegen.
Mit fortschreitender Forschung wird es jedoch komplizierter. "Zu diesem Zeitpunkt wollten wir wissen, ob menschliche Zellen überhaupt dazu beitragen können, die Ja- oder Nein-Frage zu beantworten", heißt es in einer Pressemitteilung von Belmonte. "Nachdem wir nun wissen, dass die Antwort ja lautet, besteht unsere nächste Herausforderung darin, die Effizienz zu verbessern und die menschlichen Zellen dazu zu bringen, ein bestimmtes Organ bei Schweinen zu bilden."
