Några ovanliga embryon kan snart växa i Japan: de av hybrider av mänsklig mus och mänsklig råtta, rapporterar nyhetskällor.
En forskargrupp i Japan fick godkännande från en kommitté i den japanska regeringen den 24 juli för att gå vidare med ett experiment som kommer att placera en typ av mänskliga stamceller (celler som kan växa till nästan vilken cell som helst) i djurembryon.
En gång inuti embryona kan de mänskliga cellerna - kallade inducerade pluripotenta stamceller (iPS) - växa till specifika organ. Om allt går bra planerar forskarna att så småningom odla mänskliga organ i andra djur, till exempel grisar. Kanske kan dessa organ en dag användas för organtransplantationer hos människor, säger forskarna.
"Jag tyckte personligen att det var väldigt spännande" att den japanska regeringen godkände detta projekt, sa Ronald Parchem, biträdande professor i neurovetenskap vid Baylor College of Medicine i Houston, som inte är involverad i den nya forskningen. "Det har en enorm potential att hjälpa många människor som lider av en mängd olika sjukdomar eller som behöver olika typer av vävnad eller organersättning."
Det finns emellertid vetenskapliga och etiska frågor som kan uppstå när denna forskning fortskrider.
Hur vi kom hit
Japan kom med rubriker i mars när landet vänt ett förbud mot att odla mänskliga celler i djurembryon utöver dag 14 av en embryos existens och transplantera dessa embryon i livmodern till ett surrogatdjur. Denna vändning var en stor sak för Hiromitsu Nakauchi, en stamcellbiolog vid Stanford University och University of Tokyo, som har bedrivit denna forskning i mer än ett decennium, rapporterade tidningen Nature.
Nu, i avvaktan på officiellt godkännande från det japanska ministeriet för utbildning, kultur, sport, vetenskap och teknologi nästa månad, kan Nakauchis forskning bli den första godkänd enligt Japans nya riktlinjer, enligt Nature.
Om godkännande beviljas, sade Nakauchi, planerar han att gå vidare i små steg, först programmera mus- och råttembryon för att inte växa en bukspottkörtel. Nakauchi kommer sedan att överföra de mänskliga iPS-cellerna till dessa embryon, med hopp om att de implanterade cellerna kommer att ta utmaningen, i själva verket odla en "mänsklig" bukspottkörtel i gnagembryon.
När embryona utvecklas och är födda som fullfjädrade råttor och möss planerar forskarna att spendera upp till två år på att övervaka de små. Detta steg är nyckeln, eftersom regeringen har lagt vissa nyanserade begränsningar för forskningen. Till exempel, om forskarna hittar mänskliga celler i mer än 30% av gnagarehjärnorna, måste forskarna stoppa experimentet. Detta för att säkerställa att ett "humaniserat" djur inte kommer att bli till, rapporterade nyhetswebben ScienceAlert.
Humaniserad mus?
Uttrycket humaniserat är vagt. Men i själva verket är vissa forskare och etiker oroade över att om för många mänskliga celler kryper in i musens hjärna, "så skulle den musen hjärnan kan ha en förändring i kognition eller mental förmåga på något sätt," berättade Parchem Live Science. "Vi vet faktiskt inte vad som kommer att hända. Vår utbildning antyder att det är mycket osannolikt att du skulle få en mus med mänskliga egenskaper ... Det du kanske tycker är att det finns mer vikning i hjärnan eller att det är mer av en typ av neurotransmitter. "
Med andra ord är det osannolikt att hybridmusen skulle ha mänskligt beteende. Snarare kan musen ha vissa molekylära funktioner som är mänskliga-liknande, sade Parchem.
Men detta scenario är också osannolikt, sa Nakauchi. I ett tidigare experiment satte han mänskliga iPS-celler i ett befruktat fårägg och transplanterade sedan detta embryo till ett får vid Stanford University. De transplanterade mänskliga cellerna omvandlade inte embryot till en konstig människa-får varelse, sa han. (Hybridembryot förklarades inte; det förstördes efter 28 dagars utveckling.)
"Antalet mänskliga celler som odlas i fårens kroppar som är extremt litet, som 1 i tusentals eller 1 i tiotusentals," berättade Nakauchi till Asahi Shimbun, ett japanskt nyhetsinstitut. "På den nivån kommer ett djur med ett mänskligt ansikte aldrig att föds."
Hans team planerar också att prova experimentet med andra organ, inklusive mänskliga lever och njurar, rapporterade The Asahi Shimbun.
Vetenskapliga och etiska frågor
Nakauchis metod är vetenskapligt sund, eftersom det inte bara handlar om att införa cellerna i en art i embryot från en annan art - något som inte alltid fungerar. Och när det gör det är slutresultatet känt som chimerism, en blandning av celler från två eller flera organismer.
"När som helst du tar en art och blandar den med en annan, är värdarten generellt bättre," sade Parchem. "Om du tar en råttcell och lägger den i en musblastocyst, är råttcellerna i en nackdel. Det är därför chimärism i allmänhet är mycket låg."
Men när ett helt organ, såsom en bukspottkörtel, slås ut i värden, har de introducerade cellerna från andra arter en chans. "De behöver inte tävla för att generera bukspottkörteln," sade Parchem. "Och sedan kan dessa andra arter av celler sedan bidra med en stor andel celler som genererar en viss vävnad eller organ. Annars är det inte särskilt troligt."
Parchem noterade att forskare har experimenterat med chimerism hos icke-mänskliga djur - särskilt de som är nära besläktade med varandra, såsom vaktlar och kycklingar - i årtionden, eftersom det hjälper forskare att lära sig om utvecklingsbiologi. Men "vår förmåga att göra mänskliga chimärer är faktiskt väldigt dålig", sade han. "Alla bevis säger att mänskliga celler införlivas mycket dåligt i andra arter som vi har sett på, som gris, mus, råtta och får."
Mänskliga chimeraexperiment kan ha mer framgång om de andra djuren är icke-mänskliga primater, som är närmare besläktade med människor än andra labdjur. Men Parchem sa att han aldrig har hört talas om ett sådant experiment, som "är uppenbarligen mycket mer full av etiska problem" än att testa på möss eller får, sade han.
För närvarande måste forskare se hur Nakauchis experiment fortskrider. Som Nakauchi sa till Asahi Shimbun, "Vi förväntar oss inte att skapa mänskliga organ omedelbart, men detta gör att vi kan främja vår forskning baserad på den kunskap vi har fått fram till denna punkt."
I USA har hybrider från mänskliga djur gjorts men aldrig tagits i anspråk, rapporterade Nature. Dessutom måste sådan forskning finansieras privat i USA, eftersom National Institute of Health lägger 2015 ett moratorium för att betala för sådan forskning.
