ღორები: ეხმარება ორგანოთა გადანერგვის კრიზისის მოგვარებაში

ყოველ 10 წუთში ვიღაც ემატება ტრანსპლანტაციის მოლოდინების ეროვნულ სიას. ყოველდღიურად ასობით ათასი პაციენტი ელოდება სიცოცხლის გადამრჩენ ორგანოს მხოლოდ აშშ-ში. ბევრი მათგანი ღვიძლის, გულის, თირკმელების და სხვა სახის ორგანოების უკმარისობის სხვადასხვა სტადიაშია. მაგრამ ყოველდღიურად 22 მათგანი იღუპება ტრანსპლანტაციის მოლოდინში, ყოველწლიურად შეერთებულ შტატებში მხოლოდ დაახლოებით 6000 გადანერგვა ხორციელდება (Donate Life). 

მიუხედავად რევოლუციური სარგებლისა, რომელიც ორგანოთა ტრანსპლანტაციამ შემოიღო სამედიცინო სფეროში, მის პროცესს ჯერ კიდევ აქვს ხარვეზები. ორგანოებზე მოთხოვნა მნიშვნელოვნად აღემატება ხელმისაწვდომ რაოდენობას (OPTN). ორგანოების ძირითადი წყარო გარდაცვლილი დონორებია. მაგრამ რა მოხდება, თუ ადამიანებს არ სჭირდებოდათ სიკვდილი, რათა სხვებმა იცოცხლონ? რა იქნებოდა, თუ არსებობდა გზა, რომ შეგვეძლო ამ ორგანოების გაზრდა?

ცხოველთა ემბრიონებში ადამიანის ორგანოების ზრდის უნარმა ბოლო დროს დიდი ინტერესი გამოიწვია კვლევის სამყაროში. ჯანმრთელობის ეროვნულმა ინსტიტუტმა (NIH) გამოაქვეყნა განცხადება 4 წლის 2016 აგვისტოს, რომ ისინი დააფინანსებენ ქიმერების, ცხოველურ-ადამიანის ორგანიზმების ექსპერიმენტებს. მათ გააუქმეს მრავალი წინა სახელმძღვანელო ადამიანის ღეროვანი უჯრედების კვლევისთვის, იმის საფუძველზე, რომ ქიმერებს „უზარმაზარი პოტენციალი აქვთ დაავადების მოდელირებისთვის, წამლების ტესტირებისთვის და შესაძლოა ორგანოების გადანერგვისთვის“. ამის გამო, ცხოველებში ადამიანის ღეროვანი უჯრედების გამოყენების კვლევები საოცრად გაიზარდა ბოლო წლებში და თვეებშიც კი (ჯანმრთელობის ეროვნული ინსტიტუტი).

Იდეა

ხუან კარლოს იზიპუსუა ბელმონტე, სოლკის ბიოლოგიური კვლევების ინსტიტუტის გენის გამოხატვის ლაბორატორიის პროფესორი, თავის სტატიაში, რომელიც Scientific American-ში ოქტომბერში აღმოაჩინა, ასახავს თავის ლაბორატორიებში ღორში ადამიანის ორგანოს განვითარების მეთოდებს. ამ კვლევის უფრო აღწერილობითი მიზანია ორგანოს ბუნების შეცვლა ცხოველიდან ადამიანზე, სანამ ის განვითარებას დაიწყებს და მის სრულ ვადამდე გაზრდას დაუშვას. ამ დროს, ჩვენ შეგვიძლია მისი მოსავალი და გამოვიყენოთ ორგანოთა უკმარისობის მქონე ადამიანებში გადანერგვისთვის.

დასაწყისისთვის, ისინი შლიან ღორის უნარს შექმნას ფუნქციური ორგანო მისი გენომის მანიპულირებით CRISPR/Cas9 ფერმენტების, როგორც „მაკრატლის“ გამოყენებით, რომელიც წყვეტს კონკრეტული ორგანოს შექმნაზე პასუხისმგებელ გენს. მაგალითად, პანკრეასის შემთხვევაში, არსებობს სპეციფიკური გენი სახელწოდებით Pdx1, რომელიც მთლიანად პასუხისმგებელია პანკრეასის ფორმირებაზე ყველა ცხოველში. ამ გენის წაშლა ქმნის ცხოველს პანკრეასის გარეშე. განაყოფიერებულ კვერცხუჯრედს ბლასტოცისტამდე გაზრდის საშუალებას აძლევს, უჯრედში შეჰყავთ ინდუცირებული პლურიპოტენტური ღეროვანი უჯრედები (iPSC), რომლებიც შეიცავს წინა წაშლილი ცხოველური გენის ადამიანის ვერსიას. პანკრეასის შემთხვევაში, ეს იქნება ადამიანის ღეროვანი უჯრედების ჩასმა, რომელიც შეიცავს ადამიანის Pdx1 გენს. შემდეგ ეს ბლასტოცისტი უნდა იყოს ჩანერგილი სუროგატ დედაში და განვითარდეს. თეორიულად, ეს საშუალებას აძლევს ბლასტოციტს მომწიფდეს ზრდასრული და ჩამოაყალიბოს მოქმედი ორგანო, მაგრამ ღორის ნაცვლად ადამიანის წარმოშობისა (Scientific American).

სად ვართ ახლა?

2010 წელს დოქტორმა ჰირომიცუ ნაკაუჩიმ ტოკიოს უნივერსიტეტში წარმატებით გააჩინა თაგვი ვირთხის პანკრეასით. მათ ასევე დაადგინეს, რომ iPSC-ების გამოყენება, ემბრიონის ღეროვანი უჯრედებისგან განსხვავებით, ცხოველებს საშუალებას აძლევს შექმნან ახალი ორგანოები, რომლებიც რეალურად სპეციფიკურია ადამიანის ინდივიდისთვის. ეს ზრდის ტრანსპლანტაციის წარმატების ალბათობას, რადგან ამცირებს უარყოფის შანსს. ის ასევე ამცირებს ემბრიონულ ღეროვან უჯრედებთან მუშაობასა და მიღებასთან დაკავშირებულ ეთიკურ საზრუნავს, რაც რჩება უაღრესად საკამათო პროცესად ემბრიონის ღეროვანი უჯრედების აღების ბუნების გამო, აბორტი ნაყოფის ქსოვილებიდან (თანამედროვე ფერმერი).

ხუან კარლოს იზიპუსუა ბელმონტე ასევე აცხადებს, რომ მის ლაბორატორიაში მკვლევარებმა წარმატებით გაზარდეს ადამიანის ქსოვილი ბლასტოცისტში ღორის ემბრიონებში ადამიანის ღეროვანი უჯრედების ინექციის შემდეგ. ისინი ჯერ კიდევ ელიან ემბრიონების სრული მომწიფების შედეგებს და ნებართვას სახელმწიფო და ადგილობრივი ხელისუფლებისგან, გააგრძელონ მუშაობა. ამ დროისთვის, მათ უფლება აქვთ მხოლოდ 4 კვირის განმავლობაში დაუშვან ღორის ადამიანის ემბრიონი დაორსულდნენ, რა დროსაც მათ უნდა შესწირონ ცხოველი. ეს არის შეთანხმება, რომელიც მათ მიაღწიეს მარეგულირებელ ორგანოებთან, რომლებიც აკვირდებიან მათ ექსპერიმენტებს.

იზიპუსუა ბელმონტე ამბობს, რომ მისი გუნდი ამჟამად ფოკუსირებულია პანკრეასის ან თირკმლის ზრდაზე, იმის გამო, რომ მათ უკვე დაადგინეს გენი, რომელიც მის განვითარებას იწყებს. სხვა გენები არც ისე მარტივია. მაგალითად, გულს აქვს მრავალი გენი, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან მის ზრდაზე, რაც გაცილებით ართულებს წარმატებით დარტყმას. ეს ნიშნავს, რომ ორგანოების ზრდის ამ უნარმა შეიძლება სულაც არ გადაჭრას ჩვენი ყველა პრობლემა ორგანოთა გადანერგვასთან დაკავშირებით, მაგრამ შესაძლოა მხოლოდ კონკრეტული ორგანოებისთვის, რომელთა განვითარებაც შეიძლება რეგულირდეს ერთი გენით (Scientific American).

Პრობლემები

იზიპუსუა ბელმონტე სიღრმისეულად განიხილავს ამ სფეროს შეზღუდვებსა და ძლიერ მხარეებს თავის Scientific American სტატიაში. რაც შეეხება ღორების სუროგატად გამოყენებას, ღორის ორგანოები შეიძლება გაიზარდოს ნებისმიერ ზომამდე, რომელიც საჭიროა ტრანსპლანტაციის საჭიროების მქონე პირის მოსათავსებლად, რითაც მოერგება სხვადასხვა აღნაგობას. თუმცა, არსებობს შეშფოთება ღორების გესტაციის პერიოდთან დაკავშირებით, რომელიც მხოლოდ 4 თვეა, ადამიანებისთვის საჭირო 9 თვიან პერიოდთან შედარებით. შესაბამისად, იქნება შეუსაბამობა ადამიანის ღეროვანი უჯრედების დიფერენციაციის დროს, რომლებიც, ჩვეულებრივ, 9 თვიან პერიოდს საჭიროებს მომწიფებისთვის. მეცნიერებს მოუწევთ ამ ადამიანის ღეროვანი უჯრედების შიდა საათის ადაპტირება.

კიდევ ერთი პრობლემა მოიცავს iPSC-ების გამოყენებას, როგორც ადამიანის ღეროვანი უჯრედების წყაროს. მიუხედავად იმისა, რომ თავს არიდებენ ეთიკურ შეშფოთებას და უფრო სპეციფიკურია, ვიდრე ემბრიონის უჯრედები, როგორც ზემოთ აღინიშნა, iPSC-ები ნაკლებად გულუბრყვილოა. ეს ნიშნავს, რომ ამ ღეროვან უჯრედებს უკვე აქვთ დიფერენცირების გარკვეული ფორმა და როგორც ჩანს, განვითარებადი ემბრიონები უარყოფენ მათ, როგორც უცხოს. ჯუნ ვუ, სოლკის ინსტიტუტის გენის ექსპრესიის ლაბორატორიის მკვლევარი იზიპუსუა ბელმონტესთან ერთად, ამჟამად მუშაობს გზაზე iPSC-ების ზრდის ჰორმონებით მკურნალობაზე, რათა „ადეკვატური რეაგირება მოახდინონ ემბრიონის სიგნალების ფართო სპექტრზე“. იზიპუსუა ბელმონტე ამბობს, რომ დღემდე მათ აჩვენეს პერსპექტიული შედეგები, რომ ეს მკურნალობა ფაქტობრივად ზრდის ბლასტოცისტში ინტეგრაციის ალბათობას. ეს კვლევა ჯერ კიდევ ადრეულ ეტაპებზეა, თუმცა, სრული შედეგები ჯერ კიდევ უცნობია, თუმცა ისინი პერსპექტიული ჩანს.

გარდა ამისა, ამ კვლევებთან დაკავშირებით ჯერ კიდევ ბევრი პრობლემაა. ღორები და ადამიანები არ არიან ისეთი ევოლუციურად ნათესავები, როგორც ადამიანები და ვირთხები, რომლებმაც დღემდე აჩვენეს ადამიანის ორგანოების წარმატებული ზრდა. შესაძლებელია, რომ ადამიანის iPSC-ები ადაპტირებულიყვნენ ისე, რომ არ შეეძლოთ განსხვავებების აღქმა ახლო ნათესავებში, მაგრამ თუ ღორები უფრო შორს არიან ამ სფეროს, მაშინ ბლასტოცისტში ინტეგრაცია შეიძლება შეუძლებელი იყოს. ამ შემთხვევაში, სხვა ცხოველთა მასპინძლები შემდგომში უნდა იქნას შესწავლილი (Scientific American).

ეთიკური შეშფოთება

აშკარაა, რომ ამ ტიპის ტექნოლოგიასთან დაკავშირებით არსებობს ძალიან უკიდურესი ეთიკური შეშფოთება. დარწმუნებული ვარ, ამის კითხვისას თქვენ თვითონაც მოიფიქრეთ რამდენიმე. მეცნიერების სამყაროში მისი ბოლოდროინდელი გაჩენის გამო, ჩვენ ნამდვილად არ ვიცით ამ ტექნოლოგიის შესაძლებლობების სრული სიგანე. შესაძლებელია, რომ ადამიანის iPSC-ების ემბრიონში ინტეგრაცია გავრცელდეს სხეულის სხვა ნაწილებზე, შესაძლოა ტვინშიც კი. რა ხდება მაშინ, როდესაც ვიწყებთ ადამიანის ნერვების და ქსოვილების პოვნას ღორის ტვინში, რაც ღორს საშუალებას აძლევს, უფრო მაღალი დონის მსჯელობა შეძლოს, ვიდრე საშუალო ღორს?

ეს უკავშირდება ცოცხალი ქიმერული ცხოველების კლასიფიკაციის შეშფოთებას. ჩაითვლება თუ არა ეს ღორი ნახევრად ადამიანად? თუ არა, ეს ნამდვილად არ არის მხოლოდ ღორი, რას ნიშნავს ეს? სად გავავლოთ ხაზი? ასევე, თუ ეს ღორი შეიცავს ადამიანის ქსოვილებს, ის შესაძლოა იყოს მგრძნობიარე ადამიანის დაავადებების განვითარებაზე, რაც დამღუპველი იქნება ინფექციური დაავადებების გადაცემისა და მუტაციისთვის (Daily Mail).

კრისტოფერ თომას სკოტი, დოქტორი, სტენფორდის პროგრამის დირექტორი საზოგადოებაში ღეროვანი უჯრედების შესახებ, ბიოსამედიცინო ეთიკის ცენტრის უფროსი მკვლევარი და ახლა ნაკაუჩის კოლეგა, განმარტავს, რომ ადამიანის ფუნქციონირება უფრო შორს მიდის ვიდრე უბრალოდ ტვინის უჯრედები. ის აცხადებს, რომ „ისინი ღორებივით იქცევიან, თავს ღორებად გრძნობენ“ და თუნდაც ადამიანის ქსოვილისგან შექმნილ ტვინს შეიცავდეს, ისინი უცებ არ დაიწყებენ ლაპარაკს და ადამიანურად ფუნქციონირებას. თუმცა, მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ ეს შეიძლება არ იყოს ისეთივე ჭეშმარიტი ცხოველებისთვის, რომლებიც უფრო ჰგვანან ადამიანებს, როგორიცაა შიმპანზეები და გორილები. სწორედ ამ შემთხვევებში იქნება ადამიანის ქსოვილში ასეთი გადატანის განხილვა განსაკუთრებით საშინელი. ამის გამოა, რომ ჯანდაცვის ეროვნული ინსტიტუტის მიერ აკრძალულია ამ ტიპის ექსპერიმენტების ჩატარება პრიმატებზე, რადგან უცნობი რჩება ადამიანის ღეროვანი უჯრედების დანერგვის სრული შედეგები (თანამედროვე ფერმერი).

ამის რეალური პროცესი იმისა, რომ ჩვენ უბრალოდ ვზრდით ღორს მისი ორგანოების აღების და მისი მოკვლის მიზნით, თავისთავად საკამათო თემაა. ორგანოთა ფერმების იდეა განსაკუთრებით ეხება ცხოველთა უფლებების დამცველებს. ნაჩვენებია, რომ ღორები იზიარებენ ჩვენი ცნობიერების დონეს და ტანჯვას (თანამედროვე ფერმერი), ამიტომ ამტკიცებენ, რომ მათი გამოყენება მხოლოდ ადამიანის ორგანოების ზრდისთვის, მათი აღება და მათი სიკვდილის დატოვება სასტიკად არაჰუმანურია (Daily Mail).

კიდევ ერთი საზრუნავი მოიცავს ქიმერულ ცხოველებს შორის შეჯვარებას. უცნობია, როგორ იმოქმედებს ცხოველში ადამიანის ღეროვანი უჯრედების ინტეგრაცია ამ ცხოველების რეპროდუქციულ სისტემაზე. როგორც ტვინის შემთხვევაში, შესაძლებელია, რომ ამ ღეროვანი უჯრედებიდან ზოგიერთმა გადაინაცვლოს რეპროდუქციულ სისტემაში და შექმნას, ექსტრემალურ შემთხვევებში, სრულად ფუნქციონირებულ ადამიანის რეპროდუქციული ორგანო. ეს იქნება აბსოლუტურად დამღუპველი, რადგან თეორიულად გამოიწვევს ამ მახასიათებლის მქონე მამრ და მდედრ ღორებში სრულად ადამიანის სპერმის და კვერცხუჯრედების წარმოქმნას. თუ ამ ქიმერებიდან ორი დაწყვილდება, ეს შეიძლება კიდევ უფრო ექსტრემალურ შემთხვევამდეც კი მიგვიყვანოს, როდესაც ფერმის ცხოველის შიგნით (Scientific American) წარმოიქმნება მთლიანად ადამიანის ნაყოფი!