Babi: mbantu ngatasi krisis transplantasi organ

Saben 10 menit ana wong sing ditambahake menyang dhaptar tunggu transplantasi nasional. Atusan ewu pasien saben dina saiki ngenteni sumbangan organ sing nylametake nyawa ing AS mung. Akeh sing ana ing macem-macem tahapan ati, jantung, ginjel, lan jinis gagal organ liyane. Nanging saben dina 22 wong bakal mati ngenteni transplantasi kanthi mung kira-kira 6000 transplantasi sing ditindakake ing AS saben taun (Sumbang Urip). 

Senadyan keuntungan revolusioner sing ditindakake transplantasi organ ing bidang medis, isih ana cacat ing proses kasebut. Panjaluk organ luwih gedhe tinimbang jumlah sing kasedhiya (OPTN). Sumber utama organ yaiku saka donor sing wis tilar donya. Nanging kepiye yen wong ora perlu mati supaya wong liya bisa urip? Apa yen ana cara supaya kita bisa tuwuh organ kasebut?

Kemampuan kanggo tuwuh organ manungsa ing embrio kewan bubar spike akeh kapentingan ing donya riset. Institut Kesehatan Nasional (NIH) ngetokake pratelan ing Agustus 4th, 2016 sing bakal nyedhiyakake pendanaan kanggo eksperimen chimeras, organisme kewan-manungsa. Dheweke wis ngangkat akeh pedoman sadurunge kanggo Riset Sel Induk Manungsa adhedhasar latar sing chimeras "nyepeng potensial banget kanggo modeling penyakit, tes obat, lan bisa uga transplantasi organ". Amarga iki, investigasi babagan panggunaan sel induk manungsa ing kewan wis akeh banget ing taun-taun pungkasan, malah sawetara wulan (Institut Kesehatan Nasional).

Gagasan

Juan Carlos Izipusua Belmonte, profesor ing Laboratorium Ekspresi Gene ing Institut Salk kanggo Studi Biologi, negesake ing artikel sing ditemokake ing Scientific American ing Oktober babagan metode laboratorium kanggo ngembangake organ manungsa ing babi. Sasaran sing luwih deskriptif kanggo panliten iki yaiku kanggo ngganti sifat organ saka kewan dadi manungsa sadurunge wiwit berkembang lan ngidini tuwuh nganti suwe. Ing wektu iki, kita bisa panen lan digunakake kanggo transplantasi menyang manungsa sing nuduhake gagal organ.

Kanggo miwiti, dheweke mbusak kemampuan babi kanggo nggawe organ fungsional kanthi manipulasi genom nggunakake enzim CRISPR / Cas9 minangka "gunting", sing ngilangi gen sing tanggung jawab kanggo nggawe organ tartamtu. Contone, ing kasus pankreas, ana gen spesifik sing diarani Pdx1 sing tanggung jawab kanggo pambentukan pankreas ing kabeh kewan. Mbusak gen iki nggawe kewan tanpa pankreas. Ngidini endhog sing wis dibuahi banjur tuwuh dadi blastokista, sel punca pluripoten (iPSCs) sing diinduksi sing ngemot versi manungsa saka gen kewan sing wis dibusak sadurunge dilebokake ing sel kasebut. Kanggo kasus pankreas, iki bakal dadi sisipan sel induk manungsa sing ngemot gen Pdx1 manungsa. Blastocyst iki banjur kudu ditanem menyang ibu pengganti, lan diidini berkembang. Secara teoritis, iki banjur ngidini blastokista diwasa nganti diwasa lan mbentuk organ sing bisa digunakake, nanging asal saka manungsa tinimbang babi (Scientific American).

Ing ngendi kita saiki?

Ing taun 2010, Dr. Hiromitsu Nakauchi ing Universitas Tokyo kasil ngembangake tikus kanthi pankreas tikus. Dheweke uga nemtokake manawa panggunaan iPSC, minangka lawan sel induk embrio, ngidini kewan nggawe organ anyar sing bener khusus kanggo manungsa. Iki nambah kemungkinan sukses kanggo transplantasi amarga nyuda kemungkinan penolakan. Iki uga nyuda keprihatinan etika sing ana gandhengane karo nggarap lan entuk sel induk embrio, sing tetep dadi proses kontroversial amarga sifat sel induk embrio sing dipanen, saka jaringan janin sing digugu (Petani Modern).

Juan Carlos Izipusua Belmonte uga nyatakake yen peneliti ing laboratorium wis sukses ngembangake jaringan manungsa ing blastokista nalika injeksi sel stem manungsa menyang embrio babi. Dheweke isih ngenteni asil saka mateng lengkap embrio, lan ijin saka panguwasa negara lan lokal kanggo nerusake pakaryane. Saiki, dheweke mung diidini supaya embrio babi-manungsa ngandhut sajrone 4 minggu, ing wektu kasebut kudu ngorbanake kewan kasebut. Iki minangka persetujuan sing ditindakake karo panguwasa regulasi kanggo ngamati eksperimen kasebut.

Izipusua Belmonte ujar manawa tim dheweke saiki fokus ing ngembangake pankreas utawa ginjel, amarga dheweke wis ngerteni gen sing miwiti pangembangane. Gen liyane ora kaya prasaja. Jantung, contone, duwe macem-macem gen sing tanggung jawab kanggo tuwuh, dadi luwih angel kanggo ngalahake. Iki tegese kemampuan kanggo tuwuh organ iki ora kudu ngrampungake kabeh masalah karo transplantasi organ, nanging mung kanggo organ tartamtu, sing pangembangane bisa diatur dening siji gen (Scientific American).

Masalahe

Izipusua Belmonte mbahas kanthi jero babagan watesan lan kekuwatan lapangan iki ing artikel Scientific American. Babagan panggunaan babi minangka pengganti, organ babi bisa tuwuh nganti ukuran apa wae sing dibutuhake kanggo nampung wong sing mbutuhake transplantasi, saengga bisa nampung macem-macem bangunan. Nanging, ana keprihatinan babagan periode gestation babi, sing mung 4 sasi, dibandhingake karo periode 9 sasi sing dibutuhake kanggo manungsa. Mulane bakal ana bedo ing wektu diferensiasi sel induk manungsa, sing biasane mbutuhake wektu 9 sasi kanggo diwasa. Para ilmuwan kudu ngganti jam internal sel induk manungsa kasebut.

Masalah liyane kalebu panggunaan iPSC minangka sumber sel induk manungsa. Sanajan ngindhari masalah etika lan dadi luwih spesifik tinimbang sel embrio, kaya sing wis kasebut sadurunge, iPSC kurang naif. Iki tegese sèl induk iki wis sawetara wangun diferensiasi lan embrio berkembang wis ditampilake kanggo nolak minangka manca. Jun Wu, peneliti ing Laboratorium Ekspresi Gene ing Institut Salk karo Izipusua Belmonte, saiki nggarap cara kanggo ngobati iPSC kanthi hormon pertumbuhan kanggo "reaksi kanthi tepat marang sinyal embrio sing luwih akeh". Izipusua Belmonte ujar manawa nganti saiki wis nuduhake asil sing janjeni yen perawatan iki nyatane nambah kemungkinan nggabungake blastokista. Panliten iki isih ana ing tahap awal, mula ramifikasi lengkap isih durung dingerteni, sanajan katon janjeni.

Salajengipun, isih akeh masalah liyane babagan studi kasebut. Babi lan manungsa ora ana hubungane evolusioner kaya manungsa lan tikus, sing nuduhake pertumbuhan organ manungsa sing sukses nganti saiki. Bisa uga iPSC manungsa bisa diadaptasi supaya ora bisa ngerteni bedane sanak keluarga sing cedhak, nanging yen babi luwih adoh saka wilayah kasebut, integrasi menyang blastokista bisa uga ora mungkin. Ing kasus iki, host kewan liyane kudu ditliti luwih lanjut (Scientific American).

Keprihatinan etika

Cukup ketok yen ana sawetara keprihatinan etika sing ekstrem karo jinis teknologi iki. Aku yakin sampeyan malah wis mikir sawetara dhewe nalika maca iki. Amarga kemunculan anyar ing jagad ilmu, kita ora ngerti sejatine kemampuan teknologi iki. Bisa uga integrasi iPSC manungsa menyang embrio bisa nyebar menyang bagian awak liyane, bisa uga otak. Apa sing kedadeyan nalika kita wiwit nemokake saraf lan jaringan manungsa ing otak babi, saéngga babi bisa nduweni tingkat penalaran sing luwih dhuwur tinimbang babi rata-rata?

Iki ana hubungane karo keprihatinan karo klasifikasi kéwan chimeric sing urip. Apa babi iki dianggep setengah manungsa? Yen ora, mesthine ora mung babi, apa tegese? Where kita tarik baris? Uga, yen babi iki ngandhut jaringan manungsa, bisa uga rentan kanggo ngembangake penyakit manungsa, sing bakal mbebayani kanggo panularan lan mutasi penyakit infèksius (Daily Mail).

Christopher Thomas Scott, PhD, Direktur Stanford's Program on Stem Cells in Society, Senior Research Scholar at the Center for Biomedical Ethics lan saiki dadi kolega Nakauchi, nerangake manawa fungsi manungsa luwih saka mung sel ing otak. Dheweke ujar manawa "dheweke bakal tumindak kaya babi, dheweke bakal rumangsa kaya babi" lan sanajan ana otak sing digawe saka jaringan manungsa, dheweke ora bakal tiba-tiba bisa ngomong lan tumindak minangka manungsa. Nanging, penting kanggo dicathet yen iki bisa uga ora bener kanggo kewan sing luwih mirip karo manungsa, kayata simpanse lan gorila. Ing kasus kasebut, transfer kasebut menyang jaringan manungsa bakal medeni banget kanggo dipikirake. Amarga iki, jinis eksperimen kasebut dilarang dening Institut Kesehatan Nasional kanggo ditindakake ing primata, amarga ramifikasi lengkap saka introduksi sel induk manungsa tetep ora dingerteni (Petani Modern).

Proses nyata kanggo iki yaiku kita mung tuwuh babi kanthi tujuan kanggo panen organ lan mateni iku minangka topik kontroversi dhewe. Gagasan babagan peternakan organ utamane kanggo para aktivis hak kewan. Babi wis ditampilake kanggo nuduhake tingkat eling lan kasangsaran kita (Petani Modern), mula dianggep yen nggunakake mung kanggo tuwuhing organ manungsa, panen lan ditinggal mati pancen ora manusiawi (Daily Mail).

Keprigelan liyane kalebu kawin antarane kewan chimeric. Ora dingerteni kepiye integrasi sel induk manungsa menyang kewan bakal mengaruhi sistem reproduksi kewan kasebut. Kaya ing kasus otak, bisa uga sawetara sel induk kasebut bisa pindhah menyang sistem reproduksi tinimbang, nggawe, ing kasus sing ekstrem, organ reproduksi manungsa kanthi fungsi. Iki bakal mbebayani banget amarga sacara teoritis bakal nyebabake pembentukan sperma lan endhog manungsa kanthi lengkap ing babi lanang lan wadon kanthi karakteristik iki. Yen loro chimeras iki bakal kawin, iki malah bisa mimpin kanggo kasus malah luwih nemen ngendi bakal ana tatanan saka jabang bayi kebak manungsa ing kewan farm (Scientific American)!