Nasterea himerelor pe jumatate umane, pe jumatate animale

In Insula Doctorului Moreau a lui HG Wells , eroul naufragiat Edward Pendrick se plimba printr-o poiana de padure cand are sansa de un grup de doi barbati si o femeie ghemuit in jurul unui copac cazut. Ei sunt goi, in afara de cateva carpe legate in jurul taliei, cu „fete grase, grele, fara barbie, frunti in retragere si un fir de par pufos pe frunte”. Pendrick observa ca „nu am vazut niciodata creaturi atat de bestiale”.

Pe masura ce Pendrick se apropie, incearca sa-i vorbeasca, dar vorbirea lor este „groasa si inclinata”, iar capetele lor se clatina in timp ce vorbesc, „recitand niste galga complicata”. In ciuda hainelor si infatisarii lor, el percepe „sugestia irezistibila a unui porc, o pata swinish” in felul lor. Sunt, concluzioneaza, „travestii grotesti ale oamenilor”.

Ratacind in sala de operatie a doctorului Moreau intr-o noapte, Pendrick descopera in cele din urma adevarul: gazda sa transforma fiarele in oameni, sculptandu-le corpurile si creierul in propria sa imagine. Dar, in ciuda eforturilor sale, el nu poate elimina niciodata instinctele lor de baza, iar societatea fragila regreseaza in curand la anarhie periculoasa, ducand la moartea lui Moreau.

S-au implinit 120 de ani de cand Wells si-a publicat prima oara romanul si, pentru a citi cateva titluri recente, ati crede ca ne indreptam periculos de aproape de viziunea sa distopica. „Oamenii de stiinta din Frankenstein dezvolta o himera partiala pentru animale”, a exclamat Daily Mirror din Marea Britanie in mai 2016. „Stiinta vrea sa darame gardul dintre om si fiara”, a declarat Washington Times doua luni mai tarziu, temandu-se ca animalele simtitoare vor curand in curand sa fie dezlantuit asupra lumii.

Vezi imaginea lui Homer descrie o himera ca un hibrid leu-sarpe (Credit: Loc / Alamy)

Speranta este de a implanta celule stem umane intr-un embrion animal, astfel incat sa creasca organe umane specifice. Abordarea ar putea, in teorie, sa ofere un inlocuitor gata preparat pentru o inima sau ficat bolnav – eliminand asteptarea unui donator uman si reducand riscul de respingere a organelor.

 Va deschide o noua intelegere a biologiei

Aceste planuri indraznete si controversate sunt punctul culminant al mai mult de trei decenii de cercetare. Aceste experimente ne-au ajutat sa intelegem unele dintre cele mai mari mistere ale vietii, sa delimitam granitele dintre specii si sa exploram modul in care o gramada de celule din pantece se unesc si se transforma intr-o fiinta vie, care respira.

Cu noi planuri de finantare a proiectelor, ajungem acum la un punct critic in aceasta cercetare. „Lucrurile se misca foarte repede in acest domeniu astazi”, spune Janet Rossant la Spitalul pentru Copii Bolnavi din Toronto si unul dintre primii pionieri ai cercetarii himerei. “Va deschide o noua intelegere a biologiei.”

Adica, cu conditia sa putem rezolva mai intai niste probleme etice complicate – intrebari care ne pot schimba permanent intelegerea a ceea ce inseamna a fi om.

Timp de milenii, himerele au fost literalmente lucruri de legenda. Termenul provine din mitologia greaca, Homer descriind un hibrid ciudat „de marca nemuritoare, nu uman, cu fata de leu si sarpe in spate, o capra in mijloc”. S-a spus ca respira foc in timp ce cutreiera Licia in Asia Mica.

Cel putin 8% dintre gemenii neidentici au absorbit celule de la fratele sau sora lor

In realitate, himerele din stiinta sunt mai putin impresionante. Cuvantul descrie orice creatura care contine o fuziune de tesuturi distincte genetic. Acest lucru poate aparea in mod natural, daca embrionii gemeni se fuzioneaza la scurt timp dupa conceptie, cu rezultate izbitoare.

Luati in considerare „ginandromorfii bilaterali”, in care o parte a corpului este masculina, cealalta femeie.

Array

Aceste animale sunt in esenta doi gemeni neidentici uniti in centru. Daca cele doua sexe au marcaje extrem de diferite – asa cum este cazul multor pasari si insecte – acest lucru poate duce la un aspect bizar, cum ar fi un cardinal nordic care a crescut un penaj rosu aprins pe jumatate din corp, in timp ce restul era gri.

Cu toate acestea, cel mai adesea, celulele se amesteca pentru a forma un mozaic mai subtil pe intregul corp, iar himerele arata si actioneaza ca si alti indivizi din specie. Exista chiar sansa ca tu sa fii tu insuti. Studiile sugereaza ca cel putin 8% dintre gemenii neidentici au absorbit celule de la fratele sau sora lor.

Geanta mixta de animale din legendele grecesti cu siguranta nu poate fi gasita in natura. Dar acest lucru nu i-a impiedicat pe oamenii de stiinta sa incerce sa-si creeze propriile himere hibride in laborator.

Janet Rossant, pe atunci la Universitatea Brock, Canada, a fost una dintre primele care au reusit. In 1980, a publicat o lucrare in revista Science, care anunta o himera care combina doua specii de soareci: un soarece de laborator albin ( Mus musculus ) si un soarece Ryukyu ( Mus caroli ), o specie salbatica din Asia de Est.

Vedeti imaginea din In anii 1980 soarecele au fost create himere din doua specii (Credit: Naturepl.com)

Incercarile anterioare de a produce o himera „interspecifica” hibrida s-au incheiat deseori cu dezamagire. Embrionii pur si simplu nu au reusit sa se incorporeze in uter, iar cei care au facut-o au fost deformati si reticenti si, de obicei, avorteaza inainte de a ajunge la termen.

Am aratat ca intr-adevar puteti trece granitele speciilor

Tehnica lui Rossant a implicat o operatie delicata intr-un moment critic al sarcinii, la aproximativ patru zile dupa imperechere. In acest moment, ovulul fertilizat s-a impartit intr-un mic pachet de celule cunoscut sub numele de blastocist. Acesta contine o masa celulara interioara, inconjurata de un strat exterior protector numit trofoblast, care continua sa formeze placenta.

Lucrand cu William Frels, Rossant a luat M. musculus si l-a injectat cu masa celulara interna a celorlalte specii, M. caroli . Apoi au implantat acest sac mixt de celule inapoi in mamele M. musculus . Asigurandu-se ca trofoblastul M. musculus a ramas intact, ei s-au asigurat ca placenta rezultata se va potrivi cu ADN-ul mamei. Acest lucru a ajutat embrionul sa se integreze in uter. Apoi s-au asezat inapoi si au asteptat 18 zile pana la desfasurarea sarcinilor.

A fost un succes rasunator; din cei 48 de descendenti rezultati, 38 au fost un amestec de tesuturi din ambele specii.

„Am aratat ca intr-adevar puteti trece granitele speciilor”, spune Rossant. Amestecul a fost evident in straturile soarecilor, cu pete alternante de alb albinos de la M. musculus si dungile de culoare inchisa ale M. caroli .

Vizualizati imaginea pentru a crea un hibrid, celulele dintr-o specie au fost injectate in alta

Chiar si temperamentele lor erau semnificativ diferite de parinti. „A fost destul de evident un amestec ciudat”, spune Rossant. „ M. caroli este foarte sarit: ar trebui sa le pui la baza unei cosuri de gunoi, astfel incat sa nu sara la tine si le-ai manui cu forceps si manusi de piele”. M. musculus au fost mult mai calma. „Chimerele erau oarecum intre ele”.

Odata cu intelegerea de astazi a neurostiintei, Rossant considera ca acest lucru ne-ar putea ajuta sa exploram motivele pentru care diferite specii actioneaza asa cum fac. „Ati putea face diferente de comportament cu diferitele regiuni ale creierului care au fost ocupate de cele doua specii”, spune ea. „Cred ca ar putea fi foarte interesant de examinat”.

Revista Time a descris-o pe geep drept „o farsa de zoolog: o capra imbracata intr-un pulover de angora”

In lucrarile ei timpurii, Rossant a folosit aceste himere pentru a cerceta biologia noastra de baza. Pe vremea cand screening-ul genetic era la inceput, diferentele marcate dintre cele doua specii au contribuit la identificarea raspandirii celulelor in corp, permitand biologilor sa examineze ce elemente ale embrionului timpuriu continua sa creeze diferitele organe.

Cele doua linii ar putea chiar ajuta oamenii de stiinta sa investigheze rolul anumitor gene. Ar putea crea o mutatie la unul dintre embrionii originali, dar nu si la celalalt. Urmarirea efectului asupra himerei rezultate ar putea ajuta la distrugerea multor functii ale genei in diferite parti ale corpului.

Folosind tehnica lui Rossant, o mana de alte himere hibride au aparut in scurt timp lovind in picioare si jefuind in laboratoare din intreaga lume. Au inclus o himera de capra-oaie, supranumita geep. Animalul era izbitor de vazut, un pete de lana si par grosier. Timpul a descris-o ca „o farsa de zoolog: o capra imbracata intr-un pulover de angora”.

Rossant a recomandat, de asemenea, diverse proiecte de conservare, care sperau sa foloseasca tehnica ei pentru a implanta embrioni de specii pe cale de disparitie in uterul animalelor domestice. “Nu sunt sigur ca a functionat vreodata in intregime, dar conceptul este inca acolo.”

Acum, scopul este de a adauga oameni la amestec, intr-un proiect care ar putea anunta o noua era a „medicinei regenerative”.

Vedeti imaginea Un amestec intre o capra si o oaie: un „geep” (credit: Geoff Tompkinson / SPL)

Timp de doua decenii, medicii au incercat sa gaseasca modalitati de recoltare a celulelor stem, care au potentialul de a forma orice fel de tesut si le imping sa regenereze noi organe intr-o cutie Petri. Strategia ar avea un potential enorm pentru inlocuirea organelor bolnave.

Scopul este de a crea animale himere care sa poata cultiva organe la comanda

„Singura problema este ca, desi acestea sunt foarte asemanatoare cu celulele embrionului, acestea nu sunt identice”, spune Juan Carlos Izpisua Belmonte de la Institutul Salk pentru Studii Biologice din La Jolla, California. Pana in prezent, niciunul nu a fost potrivit pentru transplant.

Izpisua Belmonte, si o mana de altii ca el, cred ca raspunsul se ascunde in curtea fermei. Scopul este de a crea animale himere care sa poata cultiva organe la comanda. „Embriogeneza are loc in fiecare zi, iar embrionul iese perfect 99% din timp”, spune Izpisua Belmonte. “Nu stim cum sa facem acest lucru in vitro , dar un animal o face foarte bine, asa ca de ce sa nu lasam natura sa faca greutati?”

Omul maimuta sovietic

Planurile de astazi de a construi o himera om-animal ar fi putut provoca controverse, dar nu sunt nimic in comparatie cu experimentele scandaloase ale Iliei Ivanov, cunoscut si sub numele de „Frankenstein Rosu”. Sperand sa demonstreze legaturile noastre evolutive stranse cu alte primate odata pentru totdeauna, Ivanov a elaborat o schema de cracare pentru a crea un hibrid om-maimuta.

Incepand cu mijlocul anilor 1920, el a incercat sa insemineze cimpanzeii cu sperma umana si chiar a incercat sa transplanteze ovarul unei femei intr-un cimpanzeu numit Nora, dar ea a murit inainte de a putea concepe.

Cand toate celelalte au esuat, a adunat cinci femei sovietice care erau dispuse sa poarte hibridul. Cu toate acestea, viitorul tata – numit Tarzan – a murit de o hemoragie cerebrala inainte de a-si putea realiza planul. Ivanov a fost in cele din urma arestat si exilat in Kazahstan in 1930 pentru sustinerea „burgheziei internationale”; o crima care nu avea nicio legatura cu experimentele sale grotesti.

Spre deosebire de „geep”, care arata un mozaic de tesut de-a lungul corpului, tesutul strain din aceste himere ar fi limitat la un organ specific. Prin manipularea anumitor gene, cercetatorii spera ca ar putea elimina organul tinta din gazda, creand un gol pentru celulele umane sa colonizeze si sa creasca la dimensiunea si forma necesare. „Animalul este un incubator”, spune Pablo Juan Ross de la Universitatea din California-Davis, care investigheaza, de asemenea, posibilitatea.

Stim deja ca teoretic este posibil. In 2010, Hiromitsu Nakauchi de la Scoala de Medicina a Universitatii Stanford si colegii sai au creat un pancreas de sobolan intr-un corp de soarece folosind o tehnica similara. Porcii sunt in prezent gazda preferata, deoarece sunt anatomic remarcabil de asemanatori cu oamenii.

Daca va reusi, strategia ar rezolva astazi multe dintre problemele legate de donarea de organe.

Vedeti imaginea unor oameni de stiinta incearca sa creasca organe umane in interiorul porcilor

„Timpul mediu de asteptare pentru un rinichi este de trei ani”, explica Ross. In schimb, un organ personalizat cultivat intr-un porc ar fi gata in doar cinci luni. “Acesta este un alt avantaj al folosirii porcilor. Ei cresc foarte repede.”

In 2015, Institutele Nationale de Sanatate ale SUA au anuntat un moratoriu privind finantarea pentru himera om-animal

Dincolo de transplant, o himera om-animal ar putea transforma si modul in care vanam droguri.

In prezent, multe tratamente noi pot parea eficiente in studiile pe animale, dar au efecte neasteptate la om. „Toti acei bani si timp se pierd”, spune Izpisua Belmonte.

Luati in considerare un medicament nou pentru bolile hepatice, sa zicem. „Daca am fi fost capabili sa introducem celule umane in ficatul porcului, atunci in primul an de dezvoltare a compusului, am putea vedea daca este toxic pentru oameni”, spune el. 

Rossant este de acord ca abordarea are un mare potential, desi acestia sunt primii pasi pe un drum foarte lung. „Trebuie sa le admir curajul in ceea ce priveste acest lucru”, spune ea. “Este realizabil, dar trebuie sa spun ca exista provocari foarte grave.”

Multe dintre aceste dificultati sunt tehnice.

Vizualizarea imaginii preocuparilor etice a blocat cercetarile asupra himerelor om-animale

Decalajul evolutiv dintre oameni si porci este mult mai mare decat distanta dintre un sobolan si un soarece, iar oamenii de stiinta stiu din experienta ca acest lucru face ca celulele donatoare sa fie mai inradacinate. „Trebuie sa creati conditiile, astfel incat celulele umane sa poata supravietui si prospera”, spune Izpisua Belmonte. Aceasta va implica gasirea sursei curate de celule stem umane capabile sa se transforme in orice tesut si, probabil, modificarea genetica a gazdei pentru a o face mai ospitaliera.

Ar fi cu adevarat oribil sa creezi o minte umana prinsa in corpul unui animal

Dar preocuparile etice au starnit pana acum cercetarile. In 2015, Institutele Nationale de Sanatate din SUA au anuntat un moratoriu privind finantarea pentru himera om-animal. De atunci, a anuntat planuri de ridicare a acestei interdictii, cu conditia ca fiecare experiment sa fie supus unei revizuiri suplimentare inainte de aprobarea finantarii. Intre timp, Izpisua Belmonte a primit o subventie de 2,5 milioane de dolari (2 milioane de lire sterline) cu conditia ca el sa foloseasca celule stem maimute, mai degraba decat celule umane, pentru a crea himera.

O preocupare deosebit de emotionala este ca celulele stem vor ajunge la creierul porcului, creand un animal care impartaseste unele dintre comportamentele si abilitatile noastre. „Cred ca trebuie sa fie ceva care este luat in considerare si discutat pe larg”, spune Rossant. La urma urmei, a constatat ca himerele ei impartaseau temperamentele ambelor specii. Ar fi cu adevarat oribil sa creezi o minte umana prinsa in corpul unui animal, un cosmar potrivit pentru Wells.

Cercetatorii indica cateva posibile precautii. „Prin injectarea celulelor intr-un anumit stadiu al dezvoltarii embrionilor, am putea evita acest lucru”, spune Izpisua Belmonte. O alta optiune poate fi programarea celulelor stem cu „gene sinucigase” care le-ar determina sa se autodistruga in anumite conditii, pentru a le impiedica inglobarea in tesutul neuronal.

Vedeti imaginea hibrizilor de capra si oaie sunt foarte rare (credit: fotografii 12 / Alamy)

Chiar si asa, aceste solutii nu l-au convins pe Stuart Newman, biolog celular la New York Medical College, SUA. El spune ca a fost ingrijorat de directia acestei cercetari inca de la crearea geep in anii 1980. Preocuparea sa nu se refera atat la planurile de astazi, cat la un viitor in care himera ia in mod constant mai multe caracteristici umane.

„Aceste lucruri devin mai interesante, stiintific si medical, cu cat sunt mai umane”, spune Newman. „Asadar, s-ar putea spune acum ca„ nu as face niciodata ceva in mare parte uman ”, dar exista un impuls de a face asta … Exista un fel de impuls pentru intreaga intreprindere care te face sa vrei sa mergi din ce in ce mai departe.”

Modul in care vorbim despre oameni in timpul acestei dezbateri poate schimba in mod involuntar modul in care ne privim pe noi insine

Sa presupunem ca oamenii de stiinta au creat o himera pentru a studia un nou tratament pentru Alzheimer. O echipa de cercetatori poate incepe cu permisiunea de a crea o himera care are un creier uman de 20%, sa zicem, doar pentru a decide ca 30% sau 40% ar fi necesare pentru a intelege corect efectele unui nou medicament. Organismele de finantare stiintifica necesita adesea obiective din ce in ce mai ambitioase, spune Newman. “Nu este faptul ca oamenii aspira sa creeze uraciuni … dar lucrurile continua, nu exista un punct natural de oprire”.

La fel de important, el crede ca ne va amorti sentimentul despre propria umanitate. “Exista transformarea culturii noastre care ne permite sa traversam aceste limite. Se joaca pe ideea omului ca doar un alt obiect material”, spune el. De exemplu, daca exista himera umana, este posibil sa nu fim atat de ingrijorati de manipularea propriilor gene pentru a crea copii de designer.

Newman nu este singur in aceste opinii.

Vedeti imaginea din Insula Doctorului Moreau, animalele sunt transformate in „oameni”

John Evans, sociolog la Universitatea California din San Diego, SUA, subliniaza ca insasi discutia despre himera om-animal se concentreaza pe capacitatile lor cognitive.

De exemplu, am putea decide ca este in regula sa le tratam intr-un fel, atata timp cat le lipseste rationalitatea umana sau limbajul, dar acel tren al logicii ne-ar putea conduce pe o panta alunecoasa atunci cand luam in considerare alte persoane din propria specie. „Daca publicul considera ca un om este o compilatie de capacitati, acei oameni existenti cu mai putine dintre aceste capacitati evaluate vor fi considerati ca avand o valoare mai mica”, scrie Evans.

Reactiile noastre intestinale nu ar trebui sa modeleze discutia morala

La randul sau, Izpisua Belmonte considera ca multe dintre aceste preocupari – in special titlurile mai senzationale – sunt premature. „Mass-media si autoritatile de reglementare cred ca maine vom obtine organe umane importante care cresc in interiorul unui porc”, spune el. “Asta este science fiction. Suntem in cea mai timpurie etapa”.

Si, dupa cum sustinea un editorial din revista Nature , probabil ca reactiile noastre intestinale nu ar trebui sa modeleze discutia morala. Ideea unei himere poate fi dezgustatoare pentru unii, dar suferinta oamenilor cu boli netratabile este la fel de oribila. Deciziile noastre trebuie sa se bazeze pe mai mult decat reactiile noastre initiale.

Oricare ar fi concluziile la care am ajunge, trebuie sa fim constienti de faptul ca repercusiunile ar putea depasi cu mult stiinta la indemana. „Modul in care vorbim despre oameni in timpul acestei dezbateri poate schimba din greseala modul in care ne privim pe noi insine”, scrie Evans.

Intrebarea despre ceea ce ne defineste umanitatea a fost, la urma urmei, in centrul romanului clasic al lui Wells. Odata ce Pendrick a scapat de insula Doctorului Moreau, el se intoarce la o viata de singuratate in mediul rural englezesc, preferand sa-si petreaca noptile singuratice uitandu-se la ceruri.

Dupa ce a asistat la granita dintre specii rupte atat de violent, el nu poate intalni o alta fiinta umana fara sa vada fiara din noi. “Se parea ca si eu nu eram o creatura rezonabila, ci doar un animal chinuit cu o tulburare ciudata in creier, care l-a trimis sa rataceasca singur, ca o oaie lovita de gid.”

David Robson este scenaristul BBC Future. El este @d_a_robson pe Twitter .

Alaturati-va celor peste sase milioane de fani BBC Earth placandu-ne pe  Facebook sau urmariti-ne pe  Twitter  si  Instagram .

Daca ti-a placut aceasta poveste,  inscrie-te la buletinul informativ saptamanal bbc.com  numit „Daca ai citit doar 6 lucruri in aceasta saptamana”. O selectie selectata de povesti de la BBC Future, Earth, Culture, Capital, Travel si Auto, livrate in casuta de e-mail in fiecare vineri.