Forskarar blandar dyr og menneske

Utviklinga innan forsking på stamceller har gjort det meir interessant å blande organismar. Motivasjonen strekkjer seg frå å forstå meir om korleis eit levande vesen utviklar seg, til å finne måtar å produsere sårt trengde organ for transplantasjon til sjuke. 
 
Dette har fått forskarar til å lage verdas første fosteranlegg med celler frå både ape og menneske. Det har også ført til eit etisk rammeverk som seier at det ikkje er greitt å formere dyr som kan bere menneskeleg avkom. 
 
Etikken blir utfordrande når blandinga handlar om hjerne og nervesystem. Vil ei mus eller ein ape med menneskeceller i hjernen tenkje meir som eit menneske? Og kva vil det eventuelt medføre? 

Stort behov for organ 

Det er lange ventelister for folk som treng transplantasjon av ny lever, nyre, lunge eller hjarte. 

– Den kliniske situasjonen er ganske dramatisk, sidan relativt unge menneske døyr fordi det ikkje er mogeleg å få tak i transplantat til dei. Så dette med å lage organ vil kunne dekkje eit ganske stort behov, seier Jan Brinchmann. 

Han leier ei forskargruppe innan celleterapi ved Universitetet i Oslo (UiO) og Oslo Universitetssykehus (OUS). På laben til Brinchmann blir det mellom anna laga plater med leddbrusk i laboratorieskåler, basert på pasientane sine eigne celler. Målet er å reparere ledd. 

Brinchmann har også gjort forsøk med stamceller frå menneske som danna blodårer i mus. 

– Det er ikkje så vanskeleg å forstå kvifor forskarar ønskjer å lage organ, seier han. 

Spørsmålet er heller kor langt ein er villeg til å gå for å få det til, og om det etiske rammeverket vi har i dag, faktisk er tilstrekkeleg for dei nye retningane denne typen forsking har byrja å ta. 

Du kan vere ein kimære 

Ein kimære er ein organisme med levande celler i kroppen som stammar frå ein annan organisme. Det er altså ikkje det same som ein hybrid, som er ei genetisk blanding av to artar, for eksempel muldyret (esel + hest). I ein kimære lever celler med ulikt DNA side som side i same organisme. 

Kvar og ein av oss kan faktisk vere eit slikt blandingsvesen utan å vere klar over det. Ei mor kan ha celler frå barnet sitt i kroppen i fleire tiår etter fødselen. På same måte kan barn ha celler frå mor i sin kropp. 

Folk som har fått blodoverføring, beinmargstransplantasjon eller organtransplantasjon frå eit anna menneske, er også kimærar. Eit menneske som får ein hjarteklaff frå gris, er ein menneske–dyr-kimære. 

I fleire hundre år har forskarar transplantert vev frå ein art til ein annan for å forstå biologien betre. Heilt sidan 1960-talet har kimærar også blitt laga frå veldig tidlege utviklingsstadium, som del av biomedisinsk forsking. Det starta med vaktel–kylling-kimærar. 

Frå 1970-talet har dette vorte gjort i aukande grad med pattedyr av både like og ulike artar, ved at celler frå eitt tidleg fosteranlegg (embryo) blir sprøyta inn i eit anna fosteranlegg. Dette har gitt ny kunnskap om korleis celler utviklar seg og går inn i ulike system, vev og organ i ein kropp. 

No gjer forskarar i aukande grad forsøk med menneske–dyr-kimærar frå veldig tidlege utviklingsstadium, ispedd ein god dose genredigering.  

Menneskeceller i kyllingfoster 

Stamceller er celler som kan utvikle seg til ulike celletypar i kroppen. Forsking på stamceller handlar både om å forstå korleis ein organisme utviklar seg, og om å utforske mogelegheiter for nye behandlingsmetodar. 

Innan forskinga på stamceller blir kimærar brukte på ulike måtar.  

Éi retning handlar om å bruke kimærar som vertsorganismar for å teste mogelege nye behandlingar utvikla ved hjelp av stamceller – for eksempel organ som er dyrka fram i laboratorieskåler. 

Ei endå viktigare retning går ut på å bruke kimærar som utviklingsmiljø for celler, vev og organ – nærmast som vekstmedium. Dels handlar dette om å observere og forstå korleis celler spesialiserer seg og dannar system, vev eller organ i ein kropp. 

Når eit dyr har fått sett inn stamceller frå ein annan organisme, blir utviklinga deira grei å spore, nettopp fordi cellene har eit anna arvestoff enn resten av dyret. 
 
Joel Glover, som er professor i nevrobiologi ved UiO og leiar for Norsk senter for stamcelleforskning ved OUS, har også forska på kimærar. 
 
– I 2006 sette vi menneskelege blodstamceller frå beinmarg inn i kyllingfoster. Vi ville sjå om vi kunne få desse cellene til å differensiere seg til ein bestemt type celler som dei normalt ikkje blir, fortel han. 
 
Funna til Glover og kollegaer bekrefta hypotesen: Miljøet i kyllingfosteret kunne styre stamcellene som normalt ville gi opphav til blodstamceller, til heller å gi opphav til nerveceller. 
 
– Denne typen forsking, der ein set menneskelege stamceller inn i dyr for å sjå kva cellene kan bli til, er blitt veldig viktig, seier Glover. 

Vil dyrke organ i dyr 

Mange laboratorium arbeider også med å dyrke fram celler, vev og organ frå stamceller i labskåler. Forskarane stimulerer stamcellene til ønskt utvikling ved hjelp av ulike faktorar, men det er veldig mykje som skal vere på plass for at eit organ skal utvikle seg rett. 
 
Førebels er det langt igjen til å gjenskape alle dei relevante faktorane frå miljøet i ein heil organisme. 
 
– For å sjekke at det ein lagar frå stamceller på laboratoriet, blir fullverdige celler, vev eller organ med full funksjon, må ein nesten setje det ein har laga, inn i ein kropp. Slik blir dyr brukte som vertsorganismar, forklarer Glover. 
 
Ei anna retning av forskinga har som framtidsmål å kunne bruke dyr, for eksempel grisar eller kyr, som grobotn for menneskeorgan. Då blir dyret nærmast som eit dyrkingsmedium der organet blir «sådd», og der stamcellene er frøa. 

Forsøk på tidleg fosterstadium 

Utviklinga har gitt stadig fleire forsøk med å lage kimærar ved å sprøyte embryonale stamceller frå eitt individ inn i ein såkalla blastocyst frå eit anna individ. Ein blastocyst er eit veldig tidleg fosteranlegg hos pattedyr. 
 
Ein griseblastocyst kan for eksempel bli genmodifisert til å ikkje avvise menneskeceller. Deretter kan forskarane sprøyte inn menneskelege stamceller. 

Meininga er å styre dette til å bli ein gris med eitt eller fleire menneskelege organ. Deretter kan organa bli hausta. Det blir stadig uttrykt håp om at slike metodar kan eliminere risiko for avvising, som er ei stor utfordring ved all transplantasjon i dag. 

Mekanisk fjerning av dei tidlege anlegga til bestemte organ i grisefosteret er ein mogeleg framgangsmåte. Då vil dei menneskelege stamcellene gå inn og fylle tomrommet, og utvikle organet. 
 
Ein kan også genredigere blastocysten slik at cellene til eit bestemt organ ikkje blir danna i det heile. Dette er ei ny retning for forskinga, skildra i rapporten The Emerging Field of Human Neural Organoids, Transplants, and Chimeras: Science, Ethics, and Governance frå The National Academies of Sciences (NAS) i USA. 

Då vil introduserte humane stamceller etter kvart kunne finnast i alt vev i dyret, men gi det største bidraget i tomrommet etter det eliminerte organet. Metoden heiter blastocystkomplementering på fagspråket. 

– Kan viske ut grenser 

– Noko av kjerneproblemet i den etiske diskusjonen om kimærar er om ein risikerer å viske ut grensene mellom menneske og dyr, seier Henrik Vogt. Han er postdoktor ved Senter for medisinsk etikk og Hybrid Technology Hub ved UiO. 

I fjor blei det ståhei rundt ei forskargruppe som hadde sett humane stamceller inn i ape-embryo. Det var snakk om krabbemakak-apar. 

Verdas første kimære embryo med celler frå både ape og menneske flytta grensene for kva som er mogeleg å få til, og var ein sensasjon. Det skapte også negative reaksjonar. 

Ingen av embryoa levde i meir enn 19 dagar, og dei fekk aldri utvikle seg til foster sidan dei ikkje blei sette inn i ei livmor. Likevel kom ein diskusjon om det verkeleg er naudsynt å gjere slike eksperiment med primatar som er nært i slekt med menneske. 

Det etiske rammeverket for forsking på ikkje-menneskelege primatar er strengare enn for eksempel for gnagarar, og enkelte var urolege for korleis denne typen forsking ville påverke opinionen. 

Ein av forskarane som leia arbeidet, var Juan Carlos Izpisua Belmonte, utviklingsbiolog ved Salk Institute for Biological Studies i USA. Han understreka at målet ikkje er å lage menneske-apar. 

– Målet er å forstå korleis celler frå ulike artar kommuniserer med kvarandre i den aller tidlegaste fasen av embryoutviklinga, forklarte han til tidsskriftet Nature. 

Menneske–gris og menneske–ku 

Belmonte meiner dette i sin tur kan leggje betre til rette for andre menneske–dyr-kimærar laga med blastocystkomplementering. For eksempel menneske–mus, menneske–gris eller menneske–ku. 

Det er gjort fleire forsøk på dette med både mus, rotter og grisar, men desse kimærane har så langt ikkje vist seg levedyktige, ifølgje NAS-rapporten. Ein trur dette mellom anna kan henge saman med den store evolusjonære avstanden mellom desse dyra og menneska. Avstanden har kanskje ført til at cellene nyttar ulike kommunikasjonssystem. 

Det er likevel vist at metoden fungerer i forskjellige dyr. For eksempel har ein klart å lage mus med rotte-bukspyttkjertel, rotte-nyrer, rotte-lunger og rotte-auge, ifølgje NAS-rapporten. 

Å gjere det same med dyr og menneskelege stamceller vil ikkje vere like enkelt. Forskarar har likevel fått til grisar med menneskemusklar og menneske-blodårer. 

Murhuset og slottet 

Det er ikkje dermed sagt at menneske–dyr-kimærar er etisk uproblematiske så lenge det ikkje er snakk om apar. 

– Moralske og etiske problemstillingar knytte til kimærar blir sette veldig på spissen når det handlar om hjernen, understrekar Vogt ved SME. 

Ein gris eller ei ku med lever eller bukspyttkjertel laga av humane celler er kanskje ikkje så sjokkerande, men kva med ei mus som har ein hjerne med ein god dose menneskeceller? Vil ei slik mus byrje å tenkje meir som eit menneske? Det er ikkje mogeleg å utelukke, ifølgje NAS-rapporten. 

Mykje tyder på at menneskeceller i ein kimære til ein viss grad vil tilpasse seg organismen dei hamnar i – slik at dei for eksempel vil oppføre seg og sjå ut som museceller i ei mus. Dette har vore samanlikna med eit murhus som får alle mursteinane sine bytte ut. Sjølv om dei nye steinane er henta frå eit slott, vil ikkje det medføre at huset blir eit slott. Oppbygginga og arkitekturen er det sentrale. 

– Det er mykje sant i den analogien, men han har også svakheiter. Dersom mursteinane frå slottet er laga av finaste marmor med innlagde edelsteinar, vil nok huset kome til å bli litt annleis, skriv Joshua R. Sanes i ein e-post til Magasinet Forskningsetikk. Han leia arbeidet med NAS-rapporten saman med Bernando Lo. Sanes er professor i molekylær- og cellebiologi ved Harvard University. 

Allereie i 2014 blei det vist at transplantasjon av menneskelege gliaceller – ein type hjerneceller – til nyfødde mus faktisk gav smartare mus. 

– Risikoen er at ein skaper noko som verken er dyr eller menneske. Kva slags moralsk status vil slike skapningar få? Vi kan ende opp i eit landskap vi manglar reglar og moral for, som vi eventuelt må lage ein ny etikk for, seier Vogt. 

Skrekkscenarioet 

Eit skrekkscenario er mogelegheita for at to kimære dyr som produserer menneskelege kjønnsceller, parar seg. Ingen ønskjer ein situasjon der dyr kan produsere menneskeleg avkom. 
 
Det er allereie vist at embryonale stamceller frå rotter kan gi opphav til rotte-sædceller i mus. 
 
International Society for Stem Cell Research (ISSCR) er tonegjevande for forskingsetikken på dette feltet. Dei klassifiserer formeiring av menneske–dyr-kimærar som kan ha menneskelege kjønnsceller, som «ikkje tillaten». 
 
Ein av hovudkonklusjonane i NAS-rapporten er at eksisterande regulering og etisk rammeverk er tilstrekkeleg på dette feltet så langt, men at det er naudsynt å vere kontinuerleg årvaken. 
 
–Vi må starte diskusjonane no, slik at vi er klare dersom eller når det blir gjort framskritt i forskinga som skaper auka etisk uro, meiner Sanes. 
 
Han legg til at forskingsveterinærar og dyrepassarar bør vere spesielt på vakt for uvanleg åtferd og uvanlege behov hos kimærar. 
 
– Dessutan vil det vere lurt at dei som finansierer forsking, krev små og nøye overvaka pilotstudiar for nye teknologiar for å lage kimærar. Slik kan forskarane vurdere utfall og bekymringar. 

Dette er andre artikkel i ein serie om korleis utviklinga innan stamcelleforsking flyttar etiske grenser. Les også: Stamcelleforskar: - Vi dyrkar ikkje menneske