Para ilmuwan telah menciptakan chimera manusia-babi pertama. Menurut portal IFLscience.com, tim peneliti internasional melakukan percobaan di mana mereka berhasil mendapatkan embrio hasil persilangan babi dan manusia.

Sel induk manusia diperkenalkan ke dalam embrio babi tahap awal. Hasilnya, lebih dari dua ribu hibrida diperoleh, yang dimasukkan ke dalam tubuh babi. 186 embrio berkembang menjadi chimera - organisme yang terdiri dari sel-sel yang berbeda secara genetik.

Hanya 1 sel dari 10 ribu embrio yang merupakan manusia, tetapi fakta bahwa sel manusia berakar dan berfungsi sebagai bagian dari organisme tunggal sudah merupakan langkah besar bagi ilmu pengetahuan. Sebelumnya, para ilmuwan belum bisa mengawinkan manusia dengan hewan besar lainnya. Hal ini terhambat, khususnya, oleh perbedaan tingkat perkembangan organisme: misalnya, kehamilan pada manusia berlangsung selama 9 bulan, pada babi - rata-rata 112 hari.

Terdapat kekurangan organ untuk transplantasi di seluruh dunia. Banyak orang menunggu bertahun-tahun untuk mendapatkan transplantasi organ; ada pula yang meninggal tanpa menunggu donor yang cocok. Meskipun demikian, eksperimen ilmiah yang dapat memecahkan masalah ini menimbulkan kemarahan publik dan perdebatan mengenai etika.

Oleh karena itu, Institut Kesehatan Nasional AS (NIH), lembaga pemerintah terkemuka yang bertanggung jawab atas pengembangan medis, menolak mendanai eksperimen semacam itu pada tahun 2015. Pada bulan Agustus 2016, NIH mengusulkan pencabutan moratorium studi ini, namun hal ini belum terjadi.

Embrio babi dan manusia dibiarkan berkembang selama 28 hari (periode ini sesuai dengan trimester pertama kehamilan pada babi). Setelah terbukti layak, mereka dikeluarkan dari tubuh babi.

“Ini cukup lama untuk memahami bagaimana sel babi dan manusia bercampur, tetapi tidak cukup lama untuk menimbulkan perdebatan etis tentang hewan chimera dewasa,” kata penulis utama Juan Carlos Izpisua Belmonte, seorang profesor di Salk Institute for Biological Studies di California AS.
Ide untuk menciptakan hibrida manusia-babi untuk menyediakan transplantasi organ bagi mereka yang membutuhkan sungguh menakjubkan. Perdebatan mengenai etika eksperimen semacam itu akan berlanjut untuk waktu yang lama, bahkan mungkin akan pernah terjadi. Lagi pula, saat ini orang-orang yang mengonsumsi produk daging setiap hari hidup berdampingan di dunia yang sama dan mereka yang menganggap tidak wajar memelihara hewan hanya untuk tujuan memakannya.

Berdasarkan bahan dari: iflscience.com

Dunia kini semakin mendekati salah satu dilema etika yang tidak ingin kita pikirkan. Para ilmuwan menghasilkan embrio dengan menggabungkan DNA dari babi dan manusia untuk membuat apa yang disebut chimera. Mereka berkembang selama beberapa minggu sebelum dihancurkan. Dapat diasumsikan bahwa embrio hibrida akan segera berkembang lebih lanjut, namun masalah teknis membuat pembentukannya lebih sulit dari perkiraan para ilmuwan.

Bagaimana chimera muncul?

Chimera adalah organisme yang terbentuk dari dua sel yang dibuahi, atau zigot, yang diambil dari spesies berbeda. Seperti namanya, mereka seharusnya tetap berada di halaman JK Rowling atau mitologi kuno, namun ada alasan bagus mengapa beberapa ilmuwan ingin menciptakannya. Secara khusus, banyak orang yang meninggal karena kekurangan donor organ seperti jantung dan ginjal. Chimera yang diciptakan dengan menggabungkan sel babi dan manusia yang telah dibuahi dapat menjadi solusi untuk masalah ini, menyediakan organ yang cukup mirip dengan kita untuk ditransplantasikan secara efektif.

Masalah etika

Banyak orang menganggap ide ini terdengar mengerikan, namun ada pula yang berpendapat bahwa hal ini tidak lebih buruk daripada memelihara hewan, seringkali dalam kondisi yang mengerikan, hanya untuk dimakan. Selain itu, akan sulit untuk menjelaskan kepada seseorang yang satu-satunya harapan untuk bertahan hidup adalah hati chimera bahwa gagasan ini tampaknya terlalu menjijikkan untuk diterapkan. Penulis fiksi ilmiah dan filsuf telah mencoba mengatasi masalah etika ini selama beberapa waktu, namun institusi politik dan masyarakat umum cenderung membuangnya ke dalam keranjang hal-hal rumit yang tidak perlu kita khawatirkan dulu.

Oleh karena itu, pengumuman keberhasilan penciptaan embrio hibrida menjadi peringatan bahwa kita tidak dapat lagi menunda penyelesaian masalah ini dan harus mengatasinya sekarang.

Tahap awal pekerjaan para ilmuwan

Upaya peneliti utama Profesor Juan Carlos Belmonte dari Salk Institute dan timnya menunjukkan bahwa ada lebih dari sekedar hambatan etika dalam masalah ini. “Tujuan utamanya adalah menumbuhkan jaringan dan organ yang fungsional dan dapat ditransfer, namun kita masih jauh dari tujuan itu,” kata Belmonte dalam sebuah pernyataan. “Ini adalah langkah pertama yang penting.”

Belmonte memulai dengan menempatkan sel induk tikus ke dalam embrio tikus. Peneliti lain telah melakukan hal ini sebelumnya. Dia kemudian menggunakan alat pengeditan gen untuk menghilangkan gen yang bertanggung jawab atas perkembangan organ tertentu pada tikus dan menggantinya dengan gen yang setara dengan tikus. “Sel tikus memiliki salinan fungsional dari gen tikus yang hilang, sehingga mereka dapat menggantikan sel tikus dan mengisi ruang kosong untuk pengembangan organ,” kata penulis pertama Dr. Jang Wu, juga dari Salk Institute.

Mengapa embrio babi digunakan?

Sel induk manusia sebelumnya juga telah disuntikkan ke embrio tikus, namun hasilnya tidak signifikan. Belmonte dan Wu melangkah lebih jauh dan mencoba menyuntikkan sel manusia ke dalam embrio sapi dan babi. Beberapa pekerjaan dengan embrio sapi ternyata lebih sulit dan mahal, sehingga pilihan dibuat untuk babi.

Namun setelah itu pun, pekerjaan itu tidaklah mudah. Dibutuhkan waktu kurang dari empat bulan sejak pembuahan hingga kelahiran babi, sehingga perkembangannya jauh lebih cepat dibandingkan manusia.

Meskipun tim dapat memperoleh sel induk berpotensi majemuk manusia untuk membentuk chimera di dalam embrio babi, hibrida tersebut lebih mirip hewan daripada manusia. Penulis menganggap ini sebagai hasil yang baik, karena banyak masalah etika terbesar muncul ketika menciptakan makhluk dengan otak manusia.

Embrio dihancurkan setelah 3-4 minggu dan menunjukkan kelangsungan hidup pada tahap ini. Para penulis berupaya untuk memasang gen manusia tertentu ke dalam chimera berikutnya (seperti yang dilakukan pada tikus) untuk menciptakan lebih banyak organ manusia.

Embrio adalah hasil persilangan antara manusia dan babi. Ahli biologi dari Amerika, Jepang dan Spanyol memperkenalkan sel induk manusia ke dalam telur babi. Para ilmuwan menamai embrio yang tumbuh di dalam rahim hewan dengan nama chimera - untuk menghormati makhluk dari mitologi kuno. Di masa depan, penelitian ini akan memungkinkan para ilmuwan menumbuhkan organ untuk transplantasi dan mempelajari sifat penyakit genetik. Agar penelitian dapat maju, para ilmuwan tidak hanya harus membuktikan keefektifan eksperimen, tetapi juga etikanya.

Apa inti dari percobaan ini?

Sekelompok ilmuwan Amerika dari Salk Institute for Biological Research di California menyuntikkan sel induk manusia ke dalam embrio babi pada tahap awal perkembangan dan menempatkannya di dalam rahim hewan tersebut. Sebulan kemudian, sel induk berkembang menjadi embrio dengan dasar jaringan manusia: jantung, hati, dan neuron.

Dari 2.075 embrio yang ditransfer, 186 berkembang hingga tahap 28 hari. Embrio yang dihasilkan “sangat tidak stabil,” akui para ilmuwan, namun sejauh ini mereka adalah manusia hibrida yang paling sukses. Para ilmuwan menulis bahwa chimera yang dihasilkan merupakan langkah penting menuju penciptaan embrio hewan dengan organ manusia yang berfungsi.

Sumber: Sel Tekan

Tujuan utamanya adalah menumbuhkan organ yang berfungsi dan siap untuk transplantasi; eksperimen yang dilakukan adalah langkah pertama menuju hal ini, tulis WP, mengutip para ilmuwan dari California.

Hasil penelitian serupa dilaporkan dalam jurnal Nature edisi pertama tahun 2017. Berdasarkan publikasinya, sekelompok ilmuwan dari Jepang dan Amerika Serikat berhasil menumbuhkan pankreas tikus di dalam tubuh tikus, dan kemudian mentransplantasikan organ penghasil insulin tersebut ke tikus penderita diabetes, yang tidak menyebabkan penolakan kekebalan. Ini adalah konfirmasi pertama bahwa transplantasi organ antarspesies mungkin dilakukan, tulis Nature.

Mengapa hal ini perlu?

Tujuan utama para ilmuwan adalah menumbuhkan organ manusia menggunakan embrio hewan besar. Menurut Departemen Kesehatan AS, 22 orang meninggal setiap hari saat menunggu organ untuk transplantasi. Para ilmuwan telah lama mencoba menumbuhkan jaringan buatan di luar tubuh manusia, namun organ yang berkembang di cawan Petri (yang disebut wadah untuk menumbuhkan mikroorganisme) sangat berbeda dengan organ yang tumbuh di dalam organisme hidup.

Teknologi untuk menumbuhkan organ buatan kemungkinan besar akan serupa dengan percobaan pada tikus, tulis The Washington Post. Tikus yang menerima sel baru sebagai bagian dari penelitian yang dijelaskan di Nature telah dimodifikasi secara genetik. Mereka tidak dapat menumbuhkan pankreasnya sendiri, sehingga sel induk “mengisi ruang kosong”. Beberapa kelenjar yang muncul pada tikus ditransplantasikan ke tikus yang sakit. Setelah operasi, tikus-tikus tersebut hidup dengan kadar glukosa yang sehat selama satu tahun—separuh hidup mereka dalam istilah manusia, tulis WP.

Studi ini membuktikan bahwa transplantasi lintas spesies tidak hanya mungkin dilakukan, tetapi juga efektif, penulis studi senior Hiromitsu Nakauchi dari Universitas Stanford mengomentari hasilnya. Para ilmuwan berhasil “menumbuhkan” jantung dan mata dengan cara yang sama.

Apa kesulitannya?

Para ilmuwan dari California mencapai hasil pertama empat tahun setelah dimulainya penelitian. Menurut mereka, babi adalah hewan yang ideal untuk percobaan. Organ mereka berukuran hampir sama, namun pertumbuhannya jauh lebih cepat dibandingkan manusia. Dalam penelitian selanjutnya, faktor waktu harus menjadi yang utama, aku peneliti.

“Sejauh ini, jumlah sel manusia dalam embrio yang dihasilkan sangat kecil, dan keseluruhan prosesnya terjadi pada tahap awal embrio, jadi masih terlalu dini untuk membicarakan tentang pembuatan chimera yang lengkap,” komentar rekan Nakauchi di situs tersebut. hasil. Pada embrio yang dihasilkan, hanya terdapat satu sel manusia per 100.000 sel babi (efisiensi 0,00001%). “Cukup untuk mencapai efisiensi 0,1% hingga 1% sel,” salah satu penulis penelitian di California menjelaskan kepada BBC.

Setelah empat minggu pengembangan, para ilmuwan dari Salk Institute, karena alasan etis, menghancurkan embrio yang dihasilkan untuk mencegah chimera berkembang sepenuhnya. “Kami hanya ingin menjawab pertanyaan apakah sel manusia dapat beradaptasi,” jelas salah satu penulis.

Masalah etika

Pada tahun 2015, Institut Kesehatan Nasional AS memberlakukan moratorium pendanaan untuk penelitian yang melibatkan persilangan sel manusia dan hewan. Karena sel induk dapat berkembang menjadi jaringan manusia mana pun, hewan dengan otak manusia pada akhirnya dapat diciptakan, demikian keyakinan beberapa ahli bioetika. Yang lain menunjuk pada pelanggaran “batas simbolis” antara manusia dan hewan, tulis WP.

Ilmuwan California mengatakan ketakutan seputar "chimera" lebih seperti mitos daripada eksperimen terkontrol, namun mengakui kemungkinan hewan dilahirkan dengan sel manusia masih menjadi kekhawatiran.

Pada bulan Agustus, Institut Kesehatan Nasional AS mengizinkan kembali pendanaan untuk penelitian chimera. Organisasi tersebut mengusulkan untuk mengizinkan pengenalan sel induk manusia ke dalam embrio pada tahap awal perkembangan hewan besar, kecuali primata lainnya.

“Kami akhirnya dapat membuktikan bahwa pendekatan pembuatan organ ini mungkin dilakukan dan aman. Saya harap orang-orang memahami hal ini. Banyak orang mengira ini hanya fiksi ilmiah, tapi kini menjadi kenyataan,” komentar Nakauchi tentang kemungkinan pencabutan larangan tersebut.

Daniel Sotnikov

Pratinjau foto: gambar diam dari film “Chimera”

Foto tajuk: WikiCommons

Ahli genetika telah menumbuhkan embrio babi berumur 4 minggu dengan dasar-dasar organ manusia

• Bioteknologi,
• Kesehatan Geek

Chimera tikus-tikus menunjukkan perkembangan normal embrio (B) dan organ dalam: ginjal, jantung, hati, paru-paru, pankreas, dan otak di dalam organisme inang (C)

Pluripotensi adalah sifat unik sel induk embrio yang dapat berubah menjadi salah satu dari 200 jenis sel somatik yang diketahui, sesuai dengan program perkembangan embrio tertentu dan kondisi lainnya. Para ilmuwan telah belajar mengambil sel-sel ini dari embrio manusia dan mengolahnya di laboratorium. Sejumlah percobaan telah menunjukkan bahwa sel berpotensi majemuk mempertahankan kemampuan untuk berdiferensiasi menjadi semua jenis sel, termasuk sperma dan sel telur.

Namun dalam kondisi laboratorium, sangat sulit untuk menumbuhkan organ lengkap dari sel induk, karena fisiologi manusia hampir tidak mungkin dibuat ulang dari awal. Para ilmuwan belum mengetahui bagaimana memprogram sel dengan presisi seperti itu. Kita membutuhkan lingkungan alami di mana program pengembangan sel menjadi organ yang diinginkan dapat diaktifkan dengan sendirinya. Lingkungan yang ideal adalah embrio manusia atau primata, namun pengujian semacam itu dilarang oleh hukum. Oleh karena itu, para ilmuwan telah menemukan jalan keluar dengan menggunakan embrio hewan yang secara fisiologis dekat dengan manusia - babi dan sapi. Di negara maju, percobaan terhadap embrio ini masih diperbolehkan.

Chimera - organisme yang terdiri dari sel-sel yang secara genetik heterogen - sangat baik untuk memecahkan masalah ini. Chimera dapat menumbuhkan organ dari organisme lain. Sejumlah eksperimen serupa dilakukan oleh sekelompok ilmuwan dari Salk Institute for Biological Research (California). Secara khusus, untuk pertama kalinya mereka berhasil menciptakan chimera embrio babi dengan dasar-dasar organ manusia.

Chimera adalah organisme yang sangat menarik dari sudut pandang ilmiah. Mereka dapat menjadi alat yang berharga untuk penelitian ilmiah, yang berpotensi untuk digunakan dalam uji klinis dan transplantasi organ.

Sekarang situasi donor organ sangat tegang. Misalnya, rata-rata waktu tunggu sebuah ginjal adalah sekitar 10 tahun. Umur rata-rata dialisis adalah 5 tahun. Jika teknik menanam chimera disempurnakan, maka ginjal yang cocok dapat tumbuh lebih cepat, saat orang tersebut masih hidup.

Dengan menggunakan teknik pengeditan gen CRISPR-Cas9 dan teknologi pemrosesan sel induk terbaru, para ilmuwan berhasil menanamkan sel induk ke dalam embrio dan menumbuhkan berbagai organ tikus - pankreas, jantung, dan mata - pada tikus. Eksperimen ini menegaskan kelayakan konseptual metode memperoleh organ donor.

Para peneliti kemudian menanamkan sel manusia yang berpotensi majemuk ke dalam embrio babi, mempelajari perkembangan jaringan dan organ manusia. Ini adalah langkah pertama menuju penelitian yang lebih rinci tentang pertumbuhan organ manusia pada organisme lain yang sesuai ukuran, fisiologi, dan anatomi.

Pada tahun 2015, tim ilmuwan yang dipimpin oleh Izpisua Belmonte menciptakan chimera pertama dengan mengikuti perkembangan sel manusia pada embrio tikus yang tidak dapat hidup. Kini mereka telah melangkah lebih jauh, menggunakan teknik penyuntingan gen CRISPR-Cas9 untuk mengarahkan pengembangan sel berpotensi majemuk ke organ tertentu.

Dengan menggunakan pengeditan genetik CRISPR-Cas9, para ilmuwan mengubah embrio inang dengan mematikan gen yang bertanggung jawab untuk perkembangan organ tertentu - misalnya pankreas. Sel induk dari hewan lain (tikus) dengan gen pankreas aktif kemudian ditempatkan ke dalam embrio. Embrio itu sendiri berkembang secara normal di tubuh ibu pengganti, kecuali fakta bahwa ia memiliki pankreas asing.

Eksperimen yang persis sama dilakukan dengan organ lain di chimera tikus dan tikus - mata dan jantung. Para ilmuwan juga menemukan bahwa sel-sel berpotensi majemuk tikus secara tak terduga membentuk kantong empedu pada embrio tikus, sebuah organ yang tidak ada pada tikus. Hal ini menunjukkan bahwa sel berpotensi majemuk donor sangat dipengaruhi oleh organisme inang dan mengadopsi program perkembangannya.

Namun, menumbuhkan organ tubuh manusia dari babi tidaklah mudah. Para ilmuwan menyoroti sejumlah kesulitan yang timbul ketika melintasi organisme hidup yang sangat berbeda, seperti manusia dan babi. Kesulitan seperti itu tidak terjadi ketika menumbuhkan organ pada organisme yang secara genetik serupa. Misalnya masa kehamilan manusia dan babi sangat bervariasi (babi 112 hari).

Namun, percobaan dengan organ manusia pada embrio babi telah dilakukan. Prekursor jaringan manusia mulai dibuat dan dikembangkan hingga embrio berumur empat minggu, meskipun tingkat keberhasilannya tidak sama dengan chimera tikus-tikus. Hanya sejumlah kecil sel yang bertahan - dan jelas tidak berkembang menjadi sel yang dapat hidup. Percobaan dihentikan untuk mengevaluasi keamanan dan efektivitas teknologi.

Para ilmuwan mengakui bahwa tujuan akhir penelitian dengan chimera mungkin adalah budidaya organ dan jaringan manusia dalam skala industri, tetapi prospeknya sangat jauh. Di tahun-tahun mendatang, penelitian di bidang ini akan mempunyai signifikansi teoritis dibandingkan praktis. Mereka akan memberikan pemahaman yang lebih baik tentang perkembangan embrio manusia dan membantu mempelajari beberapa penyakit yang tidak dapat dipelajari dengan cara lain.