Porkoj: helpante solvi la krizon de organtransplantado

Ĉiujn 10 minutojn iu estas aldonita al la nacia transplanta atendolisto. Cent miloj da pacientoj ĉiutage atendas nuntempe savan organdonacon nur en Usono. Multaj el ili estas en diversaj stadioj de hepato, koro, reno kaj aliaj specoj de organa malfunkcio. Sed ĉiutage 22 el ili mortos atendante transplanton kun nur ĉirkaŭ 6000 transplantaĵoj faritaj en Usono ĉiujare (Donaci Vivon). 

Malgraŭ la revoluciaj avantaĝoj, kiujn organtransplantadoj enkondukis en la medicinan kampon, ekzistas ankoraŭ mankoj en ĝia procezo. La postulo je organoj grave superas la disponeblan kvanton (OPTN). La ĉefa fonto de organoj estas de forpasintaj donacantoj. Sed kio se homoj ne bezonus morti por ke aliaj vivu? Kio se ekzistus maniero, ke ni povus kreskigi ĉi tiujn organojn?

La kapablo kreskigi homajn organojn en bestaj embrioj lastatempe altigis multe da intereso en la esplora mondo. La Nacia Instituto pri Sano (NIH) publikigis deklaron la 4-an de aŭgusto 2016, ke ili disponigos financadon por eksperimentado de ĥimeroj, best-homaj organismoj. Ili levis multajn el siaj antaŭaj gvidlinioj por Homa Stam Cell Research surbaze de la kondiĉo ke ĥimeroj "tenas enorman potencialon por malsanmodelado, drogtestado, kaj eble eventuala organtransplantaĵo". Pro tio, la esploroj pri la uzo de homaj praĉeloj ĉe bestoj ege kreskis en la lastaj jaroj, kaj eĉ monatoj (Nacia Instituto pri Sano).

La ideo

Juan Carlos Izipusua Belmonte, profesoro ĉe la Gene Expression Laboratory ĉe la Salk Institute for Biological Studies, skizas en sia artikolo trovita en Scientific American en oktobro siajn laboratoriometodojn de evoluigado de homa organo en porko. La pli priskriba celo por ĉi tiu esplorado estas ŝanĝi la naturon de organo de besto al homo antaŭ ol ĝi komencas evoluon kaj permesi al ĝi kreski ĝis plena termino. En ĉi tiu tempo, ni povas rikolti ĝin kaj uzi ĝin por transplantado en homojn elmontrantajn organmalfunkcion.

Por komenci, ili forigas la kapablon de la porko krei funkcian organon manipulante ĝian genaron uzante CRISPR/Cas9-enzimojn kiel "tondilon", kiu eltranĉas la genon respondecan por la kreado de aparta organo. Ekzemple, en la kazo de la pankreato, ekzistas specifa geno nomita Pdx1 kiu estas tute respondeca por la formado de la pankreato en ĉiuj bestoj. Forigo de ĉi tiu geno kreas beston sen pankreato. Permesante al la sterkita ovo tiam kreski al blastocisto, induktitaj pluripotentaj stamĉeloj (iPSCoj) enhavantaj la homan version de la antaŭa forigita besta geno estas enkondukitaj en la ĉelo. Por la kazo de la pankreato, tio estus enmeto de homaj stamĉeloj enhavantaj la homan Pdx1-genon. Tiu blastocisto tiam devas esti enplantita en surogatpatrinon, kaj permesita formiĝi. Teorie, tio tiam permesas al la blastocisto maturiĝi al plenkreskulo kaj formi funkciantan organon, sed de homa origino anstataŭ porko (Scientific American).

Kie ni estas nun?

En 2010, D-ro Hiromitsu Nakauchi ĉe la Universitato de Tokio sukcese kreskigis muson kun ratpankreato. Ili ankaŭ determinis ke la uzo de iPSC-oj, kontraste al embria stamĉelo, permesas al la bestoj fari novajn organojn kiuj estas fakte specifaj por homa individuo. Ĉi tio pliigas la probablecon de sukceso por la transplantaĵo ĉar ĝi malpliigas la eblecon de malakcepto. Ĝi ankaŭ reduktas la etikajn zorgojn asociitajn kun laborado kaj akiro de embriaj stamĉeloj, kiu restas tre polemika procezo pro la naturo en kiu embriaj stamĉeloj estas rikoltitaj, de la histoj de abortitaj fetoj (Moderna Farmisto).

Juan Carlos Izipusua Belmonte ankaŭ deklaras ke esploristoj en lia laboratorio sukcese kultivis homan histon en la blastocisto sur injekto de homaj stamĉeloj en porkembriojn. Ili ankoraŭ atendas rezultojn de plena maturiĝo de la embrioj, kaj por permeso de ŝtataj kaj lokaj aŭtoritatoj daŭrigi sian laboron. Aktuale, ili rajtas nur lasi la porkhomajn embriojn gestadi dum 4 semajnoj, post kiu tempo ili devas oferi la beston. Ĉi tio estas interkonsento, al kiu ili venis kun la reguligaj aŭtoritatoj observante siajn eksperimentojn.

Izipusua Belmonte diras, ke lia teamo nuntempe koncentriĝas pri kreskigado de pankreato aŭ reno, pro tio, ke ili jam identigis la genon, kiu ekigas ĝian evoluon. Aliaj genoj ne estas tiel simplaj. La koro ekzemple havas multoblajn genojn, kiuj respondecas pri ĝia kresko, igante ĝin multe pli malfacila sukcese bati. Tio signifas, ke tiu kapablo kreskigi organojn eble ne nepre solvas ĉiujn niajn problemojn pri organtransplantado, sed eble nur por apartaj organoj, tiuj kies evoluo povas esti reguligita per unu geno (Scientific American).

La problemoj

Izipusua Belmonte profunde diskutas la limojn kaj fortojn de ĉi tiu kampo en sia Scientific American artikolo. Rilate al la uzo de porkoj kiel surogato, la organoj de porko povas kreski al ajna grandeco necesa por gastigi la personon bezonantan la transplantaĵon, tiel akomodante por diversaj konstruoj. Estas, tamen, zorgoj pri la gravedeca periodo de porkoj, kiu estas nur 4-monatoj, kompare kun la 9-monata periodo postulata por homoj. Do estus diferenco en la diferenciga tempo de homaj stamĉeloj, kiuj normale postulas 9-monatan periodon por maturiĝi. Sciencistoj devus adapti la internan horloĝon de ĉi tiuj homaj stamĉeloj.

Alia problemo implikas la uzon de iPSCoj kiel la fonto de homaj stamĉeloj. Kvankam evitante etikajn zorgojn kaj estante pli persona specifa ol embriaj ĉeloj, kiel deklarite pli frue, iPSCoj estas malpli naivaj. Ĉi tio signifas, ke ĉi tiuj stamĉeloj jam havas iun formon de diferencigo kaj la evoluantaj embrioj pruviĝis malakcepti ilin kiel fremdaj. Jun Wu, esploristo en la Laboratorio de Gene Expression ĉe la Salk-Instituto kun Izipusua Belmonte, nuntempe laboras pri maniero trakti la iPSCojn per kreskaj hormonoj por "reagi taŭge al pli larĝa gamo de embriaj signaloj". Izipusua Belmonte diras, ke ĝis nun ili montris promesplenajn rezultojn, ke ĉi tiu traktado fakte pliigas la probablon de integriĝo en la blastocisto. Ĉi tiu studo estas ankoraŭ en siaj fruaj stadioj, tamen, do la kompletaj konsekvencoj ankoraŭ estas nekonataj, kvankam ili ŝajnas promesplenaj.

Krome, estas ankoraŭ multaj pli da problemoj kun ĉi tiuj studoj. Porkoj kaj homoj ne estas tiel evolue rilataj kiel homoj kaj ratoj, kiuj montris sukcesan kreskon de homaj organoj ĝis nun. Estas eble ke homaj iPSCoj povus esti adaptiĝintaj por esti nekapablaj percepti diferencojn en proksimaj parencoj, sed se porkoj estas pli ekstere de tiu sfero tiam integriĝo en la blastociston eble estos malebla. En ĉi tiu kazo, aliaj bestaj gastigantoj devos esti esploritaj plu (Scientific American).

La etikaj zorgoj

Estas sufiĉe evidente, ke ekzistas iuj tre ekstremaj etikaj zorgoj kun ĉi tiu speco de teknologio. Mi certas, ke vi eĉ pensis pri kelkaj mem legante ĉi tion. Pro ĝia lastatempa apero en la mondon de scienco, ni ne vere konas la plenan amplekson de la kapablo de ĉi tiu teknologio. Eblas, ke la integriĝo de homaj iPSCoj en la embrion povus disvastiĝi al la aliaj korpopartoj, eble eĉ la cerbon. Kio okazas kiam ni komencas trovi homajn nervojn kaj histojn en la porka cerbo, permesante al la porko esti kapabla je pli alta nivelo de rezonado ol la averaĝa porko?

Tio ligas en la zorgojn kun la klasifiko vivantaj ĥimeraj bestoj. Ĉu ĉi tiu porko estus konsiderata duonhoma? Se ne, ĝi certe ne estas nur porko, do kion tio signifas? Kie ni desegnas la linion? Ankaŭ, se ĉi tiu porko enhavas homajn histojn, ĝi eble povus esti susceptible al evoluado de homaj malsanoj, kiuj estus katastrofaj por la transdono kaj mutacio de infektaj malsanoj (Daily Mail).

Christopher Thomas Scott, PhD, Direktoro de la Programo de Stanfordo pri Stamĉeloj en Socio, Ĉefa Esploristo ĉe la Centro por Biomedicina Etiko kaj nun kolego de Nakauchi, klarigas, ke homa funkciado iras pli ol nur la ĉeloj en la cerbo. Li deklaras ke "ili agos kiel porkoj, ili sentos kiel porkoj" kaj eĉ se ili enhavus cerbon faritan el homa histo, ili ne subite komencus paroli kaj funkcii kiel homo. Tamen gravas noti, ke ĉi tio eble ne estas tiel vera por bestoj pli similaj al homoj, kiel ĉimpanzoj kaj goriloj. Estas en ĉi tiuj kazoj, ke tia translokigo al homa histo estus aparte timiga konsideri. Estas pro tio, ke ĉi tiuj specoj de eksperimentoj estas malpermesitaj de la Nacia Instituto pri Sano por esti faritaj sur primatoj, ĉar la kompletaj konsekvencoj de la enkonduko de homaj stamĉeloj restas nekonataj (Moderna Farmisto).

La reala procezo por ĉi tio, ke ni nur kreskigas la porkon kun la intenco rikolti ĝiajn organojn kaj mortigi ĝin, estas temo de diskutado en si mem. La ideo de orgenfarmoj precipe koncernas aktivulojn pri bestaj rajtoj. Porkoj pruviĝis kunhavigi nian nivelon de konscio kaj sufero (Moderna Farmisto), do estas argumentite ke uzi ilin sole por la kresko de homaj organoj, rikolti ilin kaj lasi ilin morti estas grave malhoma (Daily Mail).

Alia zorgo implikas la sekspariĝon inter ĥimeraj bestoj. Estas nekonate kiel la integriĝo de homaj stamĉeloj en la beston influus la reproduktadsistemon de tiuj bestoj. Kiel en la kazo de la cerbo, estas eble ke kelkaj el ĉi tiuj stamĉeloj povus migri al la genera sistemo anstataŭe, kreante, en ekstremaj kazoj, plene funkcian homan generan organon. Ĉi tio estus absolute katastrofa ĉar ĝi teorie kondukus al la formado de plene homa spermo kaj ovoj en masklaj kaj inaj porkoj kun ĉi tiu karakterizaĵo. Se du el ĉi tiuj ĥimeroj pariĝus, tio povus eĉ konduki al eĉ pli ekstrema kazo, kie estus la formado de plene homa feto ene de farmbesto (Scientific American)!