Moch: helpu i ddatrys yr argyfwng trawsblannu organau

Bob 10 munud mae rhywun yn cael ei ychwanegu at y rhestr aros trawsblaniad cenedlaethol. Mae cannoedd o filoedd o gleifion bob dydd ar hyn o bryd yn aros am roddion organau achub bywyd yn UDA yn unig. Mae llawer ohonynt mewn gwahanol gamau o fethiant yr afu, y galon, yr arennau a mathau eraill o fethiant organau. Ond bob dydd bydd 22 ohonyn nhw'n marw wrth aros am drawsblaniad gyda dim ond tua 6000 o drawsblaniadau'n cael eu perfformio yn UDA bob blwyddyn (Donate Life). 

Er gwaethaf y buddion chwyldroadol y mae trawsblaniadau organau wedi'u cyflwyno i'r maes meddygol, mae diffygion yn ei broses o hyd. Mae'r galw am organau yn sylweddol uwch na'r swm sydd ar gael (OPTN). Rhoddwyr ymadawedig yw prif ffynhonnell organau. Ond beth os nad oedd angen i bobl farw er mwyn i eraill fyw? Beth pe bai modd i ni dyfu'r organau hyn?

Mae'r gallu i dyfu organau dynol mewn embryonau anifeiliaid wedi ennyn llawer o ddiddordeb yn y byd ymchwil yn ddiweddar. Rhyddhaodd y Sefydliad Cenedlaethol dros Iechyd (NIH) ddatganiad ar Awst 4ydd, 2016 y byddent yn darparu cyllid ar gyfer arbrofi chimeras, organebau dynol-anifeilaidd. Maent wedi codi llawer o’u canllawiau blaenorol ar gyfer Ymchwil Bôn-gelloedd Dynol yn seiliedig ar y safle lle mae chimeras “â photensial aruthrol ar gyfer modelu clefydau, profi cyffuriau, ac efallai trawsblannu organau yn y pen draw”. Oherwydd hyn, mae'r ymchwiliadau i'r defnydd o fôn-gelloedd dynol mewn anifeiliaid wedi cynyddu'n aruthrol yn ystod y blynyddoedd diwethaf, a hyd yn oed y misoedd (Sefydliad Cenedlaethol Iechyd).

Y syniad

Mae Juan Carlos Izipusua Belmonte, athro yn y Labordy Mynegiant Genynnau yn Sefydliad Salk ar gyfer Astudiaethau Biolegol, yn amlinellu yn ei erthygl a ddarganfuwyd yn Scientific American ym mis Hydref ei ddulliau labordai o ddatblygu organ ddynol mewn mochyn. Amcan mwy disgrifiadol yr ymchwil hwn yw newid natur organ o anifail i fod dynol cyn iddo ddechrau datblygu a chaniatáu iddi dyfu i dymor llawn. Ar yr adeg hon, gallwn ei gynaeafu a'i ddefnyddio i'w drawsblannu i fodau dynol sy'n arddangos methiant organau.

I ddechrau, maent yn dileu gallu'r mochyn i greu organ swyddogaethol trwy drin ei genom gan ddefnyddio ensymau CRISPR / Cas9 fel "siswrn", sy'n torri allan y genyn sy'n gyfrifol am greu organ benodol. Er enghraifft, yn achos y pancreas, mae genyn penodol o'r enw Pdx1 sy'n gwbl gyfrifol am ffurfio'r pancreas ym mhob anifail. Mae dileu'r genyn hwn yn creu anifail heb unrhyw pancreas. Gan ganiatáu i'r wy wedi'i ffrwythloni dyfu wedyn yn blastocyst, cyflwynir bôn-gelloedd lluosog ysgogedig (iPSCs) sy'n cynnwys y fersiwn ddynol o'r genyn anifail a ddilëwyd yn flaenorol i'r gell. Yn achos y pancreas, byddai hyn yn fewnosod bôn-gelloedd dynol sy'n cynnwys y genyn Pdx1 dynol. Yna mae angen mewnblannu'r blastocyst hwn i fam fenthyg, a'i ganiatáu i ddatblygu. Yn ddamcaniaethol, mae hyn wedyn yn caniatáu i'r blastocyst aeddfedu i oedolyn a ffurfio organ weithredol, ond o darddiad dynol yn lle mochyn (Scientific American).

Ble ydyn ni nawr?

Yn 2010, llwyddodd Dr Hiromitsu Nakauchi ym Mhrifysgol Tokyo i dyfu llygoden gyda phancreas llygod mawr. Fe benderfynon nhw hefyd fod y defnydd o iPSCs, yn hytrach na bôn-gelloedd embryonig, yn caniatáu i’r anifeiliaid wneud organau newydd sydd mewn gwirionedd yn benodol ar gyfer unigolyn dynol. Mae hyn yn cynyddu'r tebygolrwydd o lwyddiant ar gyfer y trawsblaniad gan ei fod yn lleihau'r siawns o wrthod. Mae hefyd yn lleihau’r pryderon moesegol sy’n gysylltiedig â gweithio gyda bôn-gelloedd embryonig a’u cael, sy’n parhau i fod yn broses hynod ddadleuol oherwydd y natur y mae bôn-gelloedd embryonig yn cael eu cynaeafu, o feinweoedd ffetysau a erthylwyd (Ffermwr Modern).

Mae Juan Carlos Izipusua Belmonte hefyd yn nodi bod ymchwilwyr yn ei labordy wedi tyfu meinwe dynol yn llwyddiannus yn y blastocyst ar ôl chwistrellu bôn-gelloedd dynol i embryonau moch. Maent yn dal i aros am ganlyniadau ar ôl i'r embryonau aeddfedu'n llawn, ac am ganiatâd awdurdodau'r wladwriaeth a lleol i barhau â'u gwaith. Ar hyn o bryd, dim ond am 4 wythnos y caniateir iddynt adael i'r embryonau mochyn-ddynol, ac ar yr amser hwnnw mae'n rhaid iddynt aberthu'r anifail. Mae hwn yn gytundeb y maent wedi dod iddo gyda'r awdurdodau rheoleiddio sy'n arsylwi eu harbrofion.

Dywed Izipusua Belmonte fod ei dîm ar hyn o bryd yn canolbwyntio ar dyfu pancreas neu aren, oherwydd eu bod eisoes wedi adnabod y genyn sy'n cychwyn ei ddatblygiad. Nid yw genynnau eraill bron mor syml. Mae gan y galon, er enghraifft, enynnau lluosog sy'n gyfrifol am ei thwf, sy'n ei gwneud hi'n llawer anoddach i fwrw allan yn llwyddiannus. Mae hyn yn golygu efallai na fydd y gallu hwn i dyfu organau o reidrwydd yn datrys ein holl broblemau gyda thrawsblaniadau organau, ond efallai dim ond ar gyfer organau penodol, y rhai y gall eu datblygiad gael ei reoleiddio gan un genyn (Scientific American).

Y problemau

Mae Izipusua Belmonte yn trafod yn fanwl gyfyngiadau a chryfderau’r maes hwn yn ei erthygl Scientific American. Yn ymwneud â defnyddio moch fel mam fenthyg, gall organau moch dyfu i ba bynnag faint sydd ei angen i ddarparu ar gyfer y person sydd angen y trawsblaniad, gan ddarparu ar gyfer gwahanol adeiladau. Fodd bynnag, mae pryderon ynghylch cyfnod beichiogrwydd moch, sef 4 mis yn unig, o’i gymharu â’r cyfnod o 9 mis sy’n ofynnol ar gyfer bodau dynol. Felly byddai anghysondeb yn amser gwahaniaethu bôn-gelloedd dynol, sydd fel arfer yn gofyn am gyfnod o 9 mis i aeddfedu. Byddai'n rhaid i wyddonwyr addasu cloc mewnol y bôn-gelloedd dynol hyn.

Mae problem arall yn ymwneud â defnyddio iPSCs fel ffynhonnell bôn-gelloedd dynol. Er eu bod yn osgoi pryderon moesegol a bod yn fwy penodol i berson na chelloedd embryonig, fel y nodwyd yn gynharach, mae iPSCs yn llai naïf. Mae hyn yn golygu bod gan y bôn-gelloedd hyn ryw fath o wahaniaethu eisoes a dangoswyd bod yr embryonau sy'n datblygu yn eu gwrthod fel rhai estron. Mae Jun Wu, ymchwilydd yn y Labordy Mynegiant Genynnau yn Sefydliad Salk gydag Izipusua Belmonte, ar hyn o bryd yn gweithio ar ffordd i drin yr iPSCs â hormonau twf i “ymateb yn briodol i ystod ehangach o signalau embryonig”. Dywed Izipusua Belmonte eu bod wedi dangos canlyniadau addawol hyd yn hyn bod y driniaeth hon mewn gwirionedd yn cynyddu'r tebygolrwydd o integreiddio i'r blastocyst. Mae'r astudiaeth hon yn ei chyfnodau cynnar o hyd, fodd bynnag, felly nid yw'r goblygiadau cyflawn yn hysbys o hyd, er eu bod yn ymddangos yn addawol.

Ar ben hynny, mae llawer mwy o broblemau o hyd gyda'r astudiaethau hyn. Nid yw moch a bodau dynol mor esblygiadol â bodau dynol a llygod mawr, sydd wedi dangos twf llwyddiannus mewn organau dynol hyd yma. Mae’n bosibl y gallai iPSCs dynol fod wedi addasu i fethu â chanfod gwahaniaethau mewn perthnasau agos, ond os yw moch ymhellach y tu allan i’r byd hwnnw, efallai y byddai integreiddio i’r blastocyst yn amhosibl. Yn yr achos hwn, bydd yn rhaid ymchwilio ymhellach i gynhalwyr anifeiliaid eraill (Scientific American).

Y pryderon moesegol

Mae'n eithaf amlwg bod rhai pryderon moesegol eithafol iawn gyda'r math hwn o dechnoleg. Rwy’n siŵr eich bod hyd yn oed wedi meddwl am rai eich hun wrth ddarllen hwn. Oherwydd ei ymddangosiad diweddar i fyd gwyddoniaeth, nid ydym yn wir yn gwybod ehangder llawn gallu'r dechnoleg hon. Mae'n bosibl y gallai integreiddio iPSCs dynol i'r embryo ledaenu i rannau eraill y corff, hyd yn oed yr ymennydd o bosibl. Beth sy'n digwydd pan fyddwn yn dechrau dod o hyd i nerfau a meinweoedd dynol yn yr ymennydd mochyn, gan ganiatáu i'r mochyn allu lefel uwch o resymu na'r mochyn cyffredin?

Mae hyn yn gysylltiedig â'r pryderon gyda'r dosbarthiad anifeiliaid cimerig byw. A fyddai'r mochyn hwn yn cael ei ystyried yn hanner dynol? Os na, yn bendant nid dim ond mochyn ydyw, felly beth mae hynny'n ei olygu? Ble rydyn ni'n tynnu'r llinell? Hefyd, os yw’r mochyn hwn yn cynnwys meinweoedd dynol, gallai fod yn agored i ddatblygu clefydau dynol, a fyddai’n drychinebus i drosglwyddo a threiglo clefydau heintus (Daily Mail).

Mae Christopher Thomas Scott, PhD, Cyfarwyddwr Rhaglen Stanford ar Bôn-gelloedd mewn Cymdeithas, Uwch Ysgolhaig Ymchwil yn y Ganolfan Moeseg Fiofeddygol ac sydd bellach yn gydweithiwr i Nakauchi, yn esbonio bod gweithrediad dynol yn mynd ymhellach na dim ond y celloedd yn yr ymennydd. Dywed eu bod “yn mynd i ymddwyn fel moch, maent yn mynd i deimlo fel moch” a hyd yn oed pe baent yn cynnwys ymennydd wedi'i wneud o feinwe ddynol, ni fyddent yn sydyn yn dechrau siarad a gweithredu fel bodau dynol. Fodd bynnag, mae'n bwysig nodi efallai nad yw hyn mor wir am anifeiliaid sy'n debycach i fodau dynol, fel tsimpansod a gorilod. Yn yr achosion hyn y byddai trosglwyddo o'r fath i feinwe dynol yn arbennig o frawychus i'w ystyried. Oherwydd hyn y mae'r mathau hyn o arbrofion yn cael eu gwahardd gan y Sefydliad Cenedlaethol dros Iechyd i'w cynnal ar primatiaid, gan fod goblygiadau cyflawn cyflwyno bôn-gelloedd dynol yn parhau i fod yn anhysbys (Ffermwr Modern).

Y broses wirioneddol ar gyfer hyn yw ein bod yn tyfu'r mochyn gyda'r bwriad o gynaeafu ei organau a'i ladd yn bwnc dadleuol ynddo'i hun. Mae'r syniad o ffermydd organau yn arbennig o bryderus i weithredwyr hawliau anifeiliaid. Dangoswyd bod moch yn rhannu ein lefel o ymwybyddiaeth a dioddefaint (Ffermwr Modern), felly dadleuir bod eu defnyddio yn unig ar gyfer twf organau dynol, eu cynaeafu a’u gadael i farw yn annynol iawn (Daily Mail).

Mae pryder arall yn ymwneud â pharu rhwng anifeiliaid chimerig. Nid yw'n hysbys sut y byddai integreiddio bôn-gelloedd dynol i'r anifail yn effeithio ar system atgenhedlu'r anifeiliaid hyn. Fel yn achos yr ymennydd, mae’n bosibl y gallai rhai o’r bôn-gelloedd hyn ymfudo i’r system atgenhedlu yn lle hynny, gan greu, mewn achosion eithafol, organ atgenhedlu ddynol gwbl weithredol. Byddai hyn yn gwbl drychinebus gan y byddai'n arwain yn ddamcaniaethol at ffurfio sberm ac wyau cwbl ddynol mewn moch gwrywaidd a benywaidd gyda'r nodwedd hon. Pe bai dau o'r chimeras hyn yn paru, gallai hyn hyd yn oed arwain at achos hyd yn oed yn fwy eithafol lle byddai ffetws cwbl ddynol yn cael ei ffurfio y tu mewn i anifail fferm (Scientific American)!