Mūsdienu zinātnieku mēģinājumiem radīt dzīvniekus ar cilvēka orgāniem sekoja daudzu gadu pētījumi, un gandrīz visus šos plānus sāks īstenot. Tomēr šādu eksperimentu pretiniekiem ir bažas par jautājuma ētisko pusi, atzīmē BBC Earth žurnālists.
H. G. Wellsa zinātniskās fantastikas romānā "Dr Moreau sala" varonis Edvards Prandiks, kurš kuģa vraka dēļ tika izmests salas krastā, paklupt uz sievietes un diviem vīriešiem, kas tupot blakus nokritušam kokam meža izcirtumā.
Visi trīs ir pilnīgi kaili, izņemot lupatas, kas apvilkti ap augšstilbiem.
Prendiks vērš uzmanību uz viņu “treknajām sejām”, kurām “nebija zoda, viņu pieres izvirzījās uz priekšu, un galvas bija klātas ar retiem, bristiski matiem”. Viņš atzīmē: "Nekad agrāk es neesmu sastapis tik labestīgas radības."
Kad Prendiks tuvojas vietējiem iedzīvotājiem, viņi mēģina ar viņu sarunāties, taču viņu runa izklausās ļoti ātri un nepārprotami; viņi krata galvu un šūpojas no vienas puses uz otru, nesot, kā likās varonim, “kaut kādas neticamas muļķības”.
Neskatoties uz daļēji aizsegto kailumu un mežonīgo šķietami cilvēcisko izskatu, Prendiks viņos noķer nenoliedzamu "līdzību ar cūkām", un viņu izturēšanās, šķiet, "tiek apzīmēta ar kaut kāda dzīvnieka zīmogu".
Vienu nakti, nejauši ieejot doktora Moreau operāciju zālē, Prendiks uzzina, kas tas ir: zinātnieks pārvērš dzīvniekus par cilvēkiem, mainot viņu ķermeni un smadzenes pēc sava tēla un līdzības.
Tomēr, neskatoties uz visiem centieniem, ārstam neizdodas atbrīvot savu darbu no viņu pamata instinktu izpausmēm.
Reklāmas video:
Viņa izveidoto nestabilo sabiedrību drīz vien patērē anarhija, kas noved pie Moreau nāves.
Ir pagājuši 120 gadi kopš romāns pirmo reizi ieraudzīja dienasgaismu, un šodienas virsraksti var radīt iespaidu, ka mēs esam bīstami tuvu Wells distopiskajai perspektīvai.
"Frankenšteina zinātnieki strādā, lai izveidotu himēru, kas ir cilvēka un dzīvnieka krustojums," kliedzis viens no britu Daily Mail virsrakstiem 2016. gada maijā.
"Zinātne cenšas nojaukt barjeru starp cilvēkiem un dzīvnieku valstību," teikts Washington Times rakstā, kas publicēts divus mēnešus vēlāk. Raksta autors apgalvoja, ka saprātīgi dzīvnieki drīz atbrīvosies no laboratorijām.
Uztraukuma iemesls bija zinātnieku plāni implantēt cilvēka cilmes šūnas dzīvnieku embrijos, lai audzētu atsevišķus cilvēka orgānus transplantācijai pacientiem, kuriem nepieciešama transplantācija.
Paredzams, ka šī tehnoloģija saīsinās operācijas gaidīšanas laiku un samazina orgānu transplantācijas atgrūšanas risku.
Šiem drosmīgajiem un neviennozīmīgajiem plāniem sekoja vairāk nekā trīs gadu desmitus ilgs zinātniskais pētījums. Eksperimenti ir palīdzējuši zinātniekiem atšķetināt dažus pamatnoslēpumus, izpētīt sugu atšķirību raksturu un izdomāt, kā mātes dzemdē esošais šūnu kopums kļūst par dzīvu organismu.
Ņemot vērā šādu projektu finansēšanas iespējas, cilvēce strauji tuvojas nozīmīgam pavērsiena punktam šajā jomā.
"Šī zināšanu joma attīstās ļoti ātri," sacīja Toronto Universitātes pētniece Janet Rossant, kas bija pioniere pētījumu par kimērām izpētei. "Mūsu izpratne par bioloģiju sasniegs jaunu līmeni."
Bet tikai ar nosacījumu, ka vispirms mēs atrisinām vairākas sarežģītas ētiskas problēmas, kas saistītas ar mūsu ideju par to, ko nozīmē būt cilvēkam.
Daudzu gadu tūkstošu garumā chimeras bija tikai mītu un leģendu varoņi.
Bioloģiskais termins ir aizgūts no senās grieķu mitoloģijas: Homērs aprakstīja himēru kā dīvainu radījumu ar lauvas galvu un kaklu, kazas ķermeni un serpentīna asti. Saskaņā ar leģendu, šī nemirstīgā uguns elpojošā būtne tika atrasta Lycia valstī, kas atrodas Mazajā Āzijā (pussalā Āzijas rietumos, mūsdienu Turcijas teritorijas daļa - Red.).
Chimera zinātniskā definīcija ir mazāk krāsaina. Šis termins tiek izmantots, lai aprakstītu jebkuru organismu, kas sastāv no ģenētiski atšķirīgām šūnām.
Himerisms rodas dabā, īpaši dvīņu embriju saplūšanas rezultātā drīz pēc apaugļošanās, un tas var izraisīt satriecošus rezultātus.
Ņem, piemēram, divpusējus (divpusējus) gynandromorfus, kuros vienā ķermeņa pusē ir vīrieša īpašības, bet otrā - sievietes. Šādas radības būtībā ir divu brālīgo dvīņu apvienošanās rezultāts.
Ja dažāda dzimuma indivīdu krāsojums ir ļoti atšķirīgs, kā tas ir daudzu putnu un kukaiņu sugu gadījumā, rezultāts var būt ļoti neparasts un iespaidīgs.
Piemēram, sarkanajā kardinālā divpusējā gynandromorfismā rodas spilgti sarkans "vīriešu" puses apspalvojums un "sievietes" pelēks apspalvojums.
Tomēr daudz biežāk dažādu embriju šūnas sajaucas nejaušās kombinācijās, izraisot smalkākas izmaiņas visā organismā.
Šādas himeras izskatās un uzvedas tieši tāpat kā citi dotās sugas indivīdi.
Pastāv iespēja, ka jūs pats esat himera, jo zinātniskie pētījumi rāda, ka vismaz 8% no neidentificētajiem dvīņiem embrionālās attīstības laikā absorbē šūnas no māsām un māsām.
Neskatoties uz to, ka radības, piemēram, tās, kas aprakstītas grieķu mītos, dabā neeksistē, tas neliedz zinātniekiem mēģināt izveidot savas chimeras laboratorijā.
Džaneta Rossanta bija viena no pirmajām zinātniecēm, kas to izdarīja.
1980. gadā, strādājot Kanādas Brokas universitātē, viņa publicēja žurnālā Science eksperimenta rezultātus, kurā no divu dažādu peļu tipu ģenētiskā materiāla tika audzēta himera: laboratorijas albīnas pele, mājas peles pasuga (Mus musculus) un savvaļas Ryukyu pele (Mus caroli), kas dzīvo vairākās Āzijas valstīs.
Iepriekšējie mēģinājumi izaudzēt starp sugu hibrīdas radības bieži nav izdevušies. Embriji vai nu vispār nebija piestiprinājušies pie dzemdes sienas, vai arī izrādījās, ka tie nav pietiekami attīstīti, un tad šī lieta visbiežāk beidzās ar abortu.
Rossanta metode sastāvēja no sarežģītas ķirurģiskas procedūras apmēram četras dienas pēc ieņemšanas.
Pa to laiku apaugļotā olšūna jau bija pārvērtusies par blastocistu - iekšējās šūnas masas recekli, ko ieskauj aizsargājošs slānis, ko sauc par trofoblastu, kas vēlāk kļūs par placentu.
Rossants un kolēģis Viljams Frels laboratorijas peles olšūnā ievadīja iekšējo šūnu masu, kas ņemta no Ryukyu peles blastocistas.
Tā kā operācijas laikā trofoblasts saimnieka peles blastocistā nebija bojāts, jaunattīstības placentas DNS joprojām atbilda mātes DNS. Tā rezultātā embrijs veiksmīgi pielīp pie dzemdes sienas.
Zinātniekiem bija jāgaida tikai 18 dienas, novērojot grūtniecības gaitu.
Eksperiments bija pārsteidzoši veiksmīgs: no 48 jaundzimušajām pelēm 38 bija himeras, kas satur abu veidu peļu ģenētisko materiālu.
“Mēs esam parādījuši, ka ir iespējams šķērsot starpsugu barjeru,” saka Rossants. Chimerisms skaidri izpaudās peļu krāsā: baltos un sarkanīgi apmatojuma mainīgajos plankumos.
Pat temperamenta ziņā šīs himeras ievērojami atšķīrās no vecākiem.
“Mums bija ļoti dīvains rakstzīmju sajaukums,” saka Rossants. "Ryukyu peles ir ļoti nemierīgas: lai tās neaizbēgtu, jums tās jāieliek kausa apakšā un pēc ādas cimdu uzvilkšanas tās jāņem ar knaiblēm."
Lab peles ir daudz klusākas. “Mūsu himēru izturēšanās bija kaut kas pa vidu,” atzīmē pētnieks.
Pēc Rossanta teiktā, mūsdienu neirozinātnes attīstības līmenī šādi eksperimenti var palīdzēt izpētīt dažādu sugu uzvedību.
"Jūs varētu salīdzināt uzvedības atšķirības ar to, kurās himeras smadzeņu daļās ir divu veidu šūnas," viņa saka. "Man šī izpētes joma ir ļoti interesanta."
Savā agrīnajā darbā Rossants izmantoja savas himeras, lai izpētītu, kā organismi attīstās dzemdē.
Gēnu izpēte vēl tikai sākās, un skaidrās atšķirības starp abām sugām palīdzēja izsekot, kā šūnas tiek sadalītas visā himeras ķermenī.
Pateicoties tam, zinātnieki ir noskaidrojuši, no kuriem iekšējās šūnas masas elementiem veidojas daži orgāni.
Zinātnieki šo pieeju var izmantot arī, lai izpētītu noteiktu gēnu lomu. Šim nolūkam vienā no embrijiem var mākslīgi radīt ģenētisku mutāciju, bet otru - par kontroles embriju.
Izpētot šādi iegūto himēru, pētnieki varēs noteikt, kuras īpašās ķermeņa funkcijas ietekmē noteikti gēni.
Rossanta metodi drīz pieņēma citi zinātnieki visā pasaulē. Vienā no eksperimentiem bija iespējams izveidot himēru no kazas un aitas šūnām.
Dzīvnieka izskats bija ļoti neparasts: tā āda izskatījās kā raibs sega, kurā bija mijas kazas raksturīga aitas vilna un rupji mati.
Žurnāls Time aprakstīja himēru kā “zoodārza turētāja triku: kazu angoru džemperī.
Rossants ir konsultējies arī par vairākiem apdraudēto sugu saglabāšanas projektiem: ideja bija implantēt embrijus mājas dzīvnieku dzemdē.
"Es nezinu, cik veiksmīgas bija šīs iniciatīvas, bet ideja joprojām ir dzīva šodien," viņa saka.
Tagad Rossanta metodi plānots piemērot projekta ietvaros, kas teorētiski varētu atvērt jaunu lapu reģeneratīvajā medicīnā.
Pēdējo divu desmitgažu laikā zinātnieki ir mēģinājuši iemācīties audzēt jaunus orgānus laboratorijā no cilmes šūnām, kas var pārvērsties jebkura veida audu šūnās.
Tiek uzskatīts, ka šai stratēģijai ir milzīgs transplantoloģijas attīstības potenciāls.
"Problēma ir tā, ka, lai arī cilmes šūnas ir ļoti līdzīgas embriju šūnām, tās nav pilnīgi vienādas," saka Huans Karloss Ispisua Belmonte no J. Salka bioloģisko pētījumu institūta La Jolla, Kalifornijā.
Līdz šim cilmes šūnas joprojām nav piemērotas transplantācijai.
Ispisua Belmonte un virkne citu pētnieku uzskata, ka risinājums ir jārod saimniecībās. Zinātnieku mērķis ir radīt chimera dzīvniekus nepieciešamo orgānu audzēšanai.
"Embrioģenēze ir plaši izplatīta dabā, un 99% no tās rezultātiem ir pozitīvi," saka zinātnieks. "Mēs vēl nezinām, kā to atjaunot laboratorijā, bet dzīvnieki to dara ļoti labi, tad kāpēc gan nedarīt dabu par labu mūsu labā?"
Atšķirībā no kazas un aitas himeras, kurā divu dažādu sugu šūnas tika nejauši sadalītas visā ķermenī, šajās himērās svešie audi ir jākoncentrē noteiktos orgānos.
Veicot ģenētiskas manipulācijas, pētnieki cer "izsist" noteiktus orgānus no saimnieka ķermeņa, ievietot cilvēka šūnas brīvajā telpā un piespiest tos veidot atbilstošos, bet jau cilvēka, nepieciešamā izmēra un formas orgānus.
"Dzīvnieks kļūs par inkubatoru," saka Pablo Huans Ross no Kalifornijas Deivisa universitātes.
Jau ir zināms, ka teorētiski tas ir iespējams. 2010. gadā Hiromitsu Nakauchi no Stenfordas Universitātes Medicīnas skolas un kolēģi izmantoja līdzīgu paņēmienu, lai peles audzētu žurku aizkuņģa dziedzeri.
Tagad cilvēka orgāniem vispiemērotākie "inkubatori" ir cūkas, kuru anatomiskā uzbūve ir ļoti tuvu cilvēku struktūrai.
Ja šis plāns darbosies, tas palīdzēs atrisināt daudzas no pašreizējām transplantācijas problēmām.
“Vidēji gaidīšanas saraksts nieru transplantācijai tagad aizņem apmēram trīs gadus,” skaidro Ross. Tajā pašā laikā būtu iespējams izaudzēt nepieciešamo orgānu, kas jāpasūta cūkas ķermenī, tikai piecu mēnešu laikā.
“Šī ir vēl viena priekšrocība, ja cūkas izmanto kā nesējus: tās aug ļoti ātri,” skaidro zinātnieks.
Starpspecifiskas himeras var atrast farmakoloģijā.
Bieži vien, pārbaudot jaunus narkotiku veidus ar dzīvniekiem, rezultāti ir veiksmīgi, bet, kad cilvēki lieto tās pašas zāles, rodas negaidītas un nevēlamas sekas. “Rezultāts ir laika un naudas izšķiešana,” uzsver Ispisua Belmonte.
Iedomāsimies piedāvātās metodes izredzes, izmantojot jaunas zāles piemēru aknu slimībām.
“Ja mēs cilvēka šūnas ievietotu cūkas aknās, tad pirmajā zāļu izstrādes gadā mēs varētu noteikt, vai tās ir potenciāli toksiskas cilvēka ķermenim,” atzīmē pētnieks.
Rossants piekrīt, ka metodei ir liels potenciāls, taču uzsver, ka zinātniekiem vēl ir jāveic nopietns darbs: “Es atzīstu to cilvēku drosmi, kuri uzdrošinājās strādāt pie šī uzdevuma. Tas ir iespējams, bet man jāatzīst, ka pētniekiem šajā laikā būs jāsaskaras ar ļoti nopietnām grūtībām."
Daudzi no tiem ir tehniska rakstura.
No evolūcijas viedokļa cilvēks no cūkas atšķiras daudz vairāk nekā žurka no peles.
Zinātnieki no pieredzes zina, ka šādos gadījumos ievērojami palielinās iespējamība, ka saimnieka organisms atmet donora šūnas.
“Ir jārada īpaši apstākļi, lai cilvēka šūnas varētu izdzīvot un sadalīties [cūkai],” saka Ispisua Belmonte.
Tam būs jāatrod "primārs", nevainojami tīrs cilvēka cilmes šūnu avots, kas var pārveidoties par visiem audiem.
Turklāt var būt nepieciešams ģenētiski modificēt saimnieka organismu, lai samazinātu svešu šūnu atgrūšanas iespējamību.
Tomēr līdz šim galvenais šķērslis pētījumu kavēšanai ir ētiski apsvērumi.
2015. gadā ASV Veselības departamenta Nacionālie veselības institūti ieviesa moratoriju eksperimentu finansēšanai, lai izveidotu kimēras cilvēkiem un dzīvniekiem.
Tiesa, vēlāk tika paziņots, ka aizliegumu var atcelt - ar nosacījumu, ka pirms šāda finansējuma piešķiršanas katram šādam eksperimentam tiks veikts papildu novērtējums.
Tikmēr Ispisua Belmonte saņēma 2,5 miljonu dolāru lielu dotācijas priekšlikumu ar nosacījumu, ka viņš izmanto pērtiķu šūnas, nevis cilvēka šūnas, lai izveidotu himēru.
Vislielākās bažas rada hipotētiskā iespējamība, ka cilvēka cilmes šūnas sasniegs cūkas smadzenes, izraisot radījumu ar dažām no cilvēkiem raksturīgajām spējām un izturēšanos.
"Es domāju, ka šis scenārijs ir jāapsver un detalizēti jāapspriež pētījumos," saka Rossants. Galu galā viņas himeras parādīja abu veidu peļu temperamentīgās iezīmes. Lai izveidotu cilvēka apziņu, kas iesprostots dzīvnieka ķermenī, ir murgains zemes gabals, kura vērts ir Wells pildspalva.
Pētnieki ātri uzsver, ka var ievērot noteiktus piesardzības pasākumus. "Injicējot šūnas noteiktā embrija attīstības posmā, mēs varētu izvairīties no šī riska," saka Belmonte.
Cita iespējama izeja ir cilmes šūnu programmēšana ģenētiskā līmenī, lai noteiktos apstākļos tos iznīcinātu, lai izvairītos no to nonākšanas nervu audos.
Bet šie lēmumi nav pietiekami pārliecinoši Ņujorkas Medicīnas koledžas citobiologam Stjuartam Ņūmenam, kurš ir uztraucies par šādu eksperimentu iespējamām sekām kopš kazas-aitas himeras izveidošanas 80. gados.
Ņūmena bažas rada ne tik daudz mūsdienu zinātnieku plāni, cik nākotne, kurā himeras varētu pakāpeniski iegūt arvien vairāk cilvēku raksturojošu īpašību.
"Jo vairāk cilvēku var iesaistīt šajos hibrīdos, jo interesantāki tie kļūst gan zinātniski, gan medicīniski," viņš saka.
“Tagad kāds var zvērēt, ka nekad neveidos himēras pēc cilvēka līdzības, bet galu galā vēl arvien paliek latenta vēlme. Pašā tēmā ir kaut kas tāds, kas mudina zinātniekus virzīties tālāk un tālāk šajā virzienā."
Teiksim, ka zinātnieki ir izveidojuši himēru, lai izpētītu jaunas zāles Alcheimera slimībai. Pētniekiem sākotnēji tiek dota atļauja radīt radību ar smadzenēm, kas, teiksim, ir 20% cilvēku. Bet laika gaitā viņi var secināt, ka, lai pilnībā izprastu zāļu iedarbību, ir nepieciešams palielināt cilvēka smadzeņu daļu līdz 30 vai 40 procentiem.
Turklāt Ņūmens sacīja, ka, lai saņemtu finansējumu, pētniekam bieži nākas deklarēt arvien ambiciozākus pētniecības mērķus: "Nav tā, ka zinātnieki mēģina radīt monstrus … Pētniecība ir dabisks process, kas attīstās, un tas neapstāsies pats par sevi."
Ne mazāk svarīgi ir tas, ka šādi eksperimenti var nomelnot mūsu cilvēcības sajūtu, turpina Ņūmens: “Mūsu kultūras pārvērtības ļauj mums pārkāpt šīs robežas. Šajā gadījumā cilvēks tiek uzskatīts par tikai materiālu priekšmetu."
Uzzinot par cilvēka himēru esamību, mums var nelikties tik daudz šaubu par manipulācijām ar cilvēka gēniem, lai radītu bērnus “pēc pasūtījuma”.
Un Ņūmens nav vienīgais savās bailēs.
Džons Evanss, Kalifornijas Sandjego universitātes sociologs, norāda, ka pašā diskusijā par cilvēku un dzīvnieku hibrīdiem galvenā uzmanība ir pievērsta izziņas spējām.
Šajā kontekstā mēs varam secināt, ka pret šādām himērām nevar izturēties kā pret cilvēkiem, ja viņiem nav cilvēku racionālas domāšanas vai runas.
Bet šāda veida loģika mūs var novest pie slidenās diskusijas par to, kā rīkoties ar mūsu pašu sugas locekļiem.
“Ja sabiedrība sāk uzskatīt cilvēku par spēju kopumu, tā sāks izturēties pret saviem biedriem ar mazāku šo spēju kopumu kā pret otrās šķiras cilvēkiem,” brīdina Evanss.
Ispisua Belmonte uzskata, ka daudzas no šīm bažām, it īpaši tās, kas atspoguļotas sensacionālajos virsrakstos, līdz šim nav pamatotas.
Plašsaziņas līdzekļi un regulatori domā, ka gandrīz rīt mēs sāksim audzēt svarīgus cilvēku orgānus cūkām. Tā ir zinātniskās fantastikas spekulācija. Mēs joprojām atrodamies sava ceļojuma pašā sākumā."
Un, kā raksta žurnāls Nature, debatēs par šādu pētījumu ētiku nevajadzētu iesaistīt emocijas.
Starp sugām raksturīgais chimerism jēdziens dažiem var šķist riebīgs, taču ne mazāk briesmīgas ir ciešanas cilvēkiem ar neārstējamām slimībām. Morālas un ētiskas problēmas nevar atrisināt tikai uz instinktīvu reakciju pamata.
Neatkarīgi no galīgā lēmuma, jāpatur prātā, ka tā iespējamās sekas nav tikai zinātnes jomā.
“Tas, kā mēs šajā diskusijā runājam par cilvēku, var netīšām mainīt to, kā mēs sevi skatām,” raksta Evanss.
Galu galā Velsa romāna centrā ir jautājums par to, kas definē cilvēku. Pēc atgriešanās no Dr Moreau salas Pendriks dodas pensijā Anglijas provincē tālu no lielajām pilsētām, dodot priekšroku cilvēku saziņai, lai novērotu zvaigžņotās debesis.
Pēc aculiecinieka vardarbīga dabiskā starpspecifiskā barjera pārkāpuma viņš vairs nespēj uzlūkot cilvēkus, nepamanot tajos esošo dzīvnieku dabu: “Man šķita, ka pat es pats neesmu racionāls cilvēks, bet gan nabadzīgs slims dzīvnieks, kuru mocīja kāda dīvaina slimība, kas izraisa viņš klīst viens pats kā pazaudēta aita."