לגדל חיות אנושיות חלקית

הכימרות של המיתולוגיה העתיקה היו שילובים מפלצתיים בין אריות, נחשים ועזים, אך ייתכן שבקרוב נהיה עדים למשהו מבהיל לא פחות. צוות של ביולוגים סולל את הדרך לגידול איברים אנושיים לחלוטין בתוך חזירים. המטרה היא לשכפל בתוך חיה פונדקאית את הכליה, למשל, של מישהו הזקוק להשתלת איבר.

ניסויים לבניית חוות איברים כאלה נערכו ביפן עם חזירים, עכברים ועכברושים. עד עכשיו, התקנות הקיימות שם לא אפשרו את השלב הבא – השימוש בתאי גזע אנושיים כדי ליצור כימרות מחיה ואדם. אבל בשבוע שעבר, הכריזה ממשלת יפן על חוקים חדשים שאמורים לאפשר להירומיטסו נקאוצ'י וצוותו באוניברסיטת טוקיו, לגדל חיות אנושיות חלקית.

"אנחנו מוכנים לניסוי," אומר נקאוצ'י. על פניו, הרעיון שלו פשוט למדי. הוא ייצר סדרה של חזירים שחסר להם האיבר הנדרש – כליות, למשל. בנפרד, הוא ישיג תאי גזע פלוריפוטנטיים שיוצרו מלאכותית מתאים אחרים (iPS Cells ), במקרה הזה אנושיים. אלא תאים המסוגלים להתפתח לכל סוג תא אחר בגוף. כשהם מוזרקים לתוך עובר התחלתי – בלסטוציסט – מסדרת החזירים חסרי הכליות, הם מתערבבים עם תאיו של החזיר. כל האיברים מורכבים בסופו של דבר מתערובת של תאי חזיר ואדם. כולם מלבד תאי הכליות, שהם אנושיים לחלוטין. התקווה היא שהכליה תקלט על-ידי גופו של המטופל, בלי שיהיה צורך בדיכוי רב, אם בכלל, של המערכת החיסונית.

בסדרה של ניסויים פורצי דרך בין השנים 2010 ל-2013, נקאוצ'י גרם למערכת על כל רכיביה לפעול בעכברים. חלק מההצלחה היתרגמה לחזירים, החיה שלדעת חוקרים היא המתאימה ביותר לשמש כפונדקאית לאיברים אנושיים, מכיוון שאיבריה קרובים בגודלם ובצורתם לאלה שלנו.

החוקרים אומרים שאחת המשוכות הגדולות ביותר למערכת של נקאוצ'י היא קיומם של תאי חזיר תועים באיברי היעד האנושיים. "כל האיברים כוללים תערובת מורכבת של סוגי תאים," אומר פול פיירצ'יילד, חוקר תאי גזע מאוניברסיטת אוקספורד. גם אם מחסלים את תאי הלבלב של החזיר, עדיין נותרים בלבלב כלי דם. אם האיבר יושתל בבני אדם, הוא עלול לעורר תגובה חיסונית שתדחה אותו, אומר פיירצ'יילד.

נקאוצ'י סיפר לניו סיינטיסט על ניסויים שלא פורסמו, ולטענתו, הוא פתר במסגרתם את הבעיה. הוא הנדס עכברים שלא מסוגלים לגדל ורידים ועורקים משלהם, וגם לא לבלב. "על-ידי השילוב בין שתי המוטציות השונות, אנחנו אמורים להיות יכולים ליצור איבר שגם כלי הדם שבו יגיעו מתאי iPS אנושיים," אומר נקאוצ'י. "ולכן אנחנו נוכל להימנע מדחיות בעקבות זיהום של תאי חזיר."

"אם נקאוצ'י הצליח לעשות את זה, ההשלכות הן אדירות," אומר צ'רלס מארי, חוקר של תאי גזע קרדיו-וסקולריים מאוניברסיטת וושינגטון בסיאטל. "יש לזה את הפוטנציאל לחולל מהפכה בתחום ההשתלות ולהבטיח תעסוקה לדור שלם של חוקרי אתיקה ביולוגית."

"דחיית כלי דם היא הקללה של תחום השתלת האיברים והיא הסיבה שרוב הלבבות והכליות כושלים אחרי השנה הראשונה," הוא אומר.

יש כמה שלבים שנקאוצ'י צריך לעבור לפני שהוא יראה את קו הסיום באופק. הוא מנסה להבטיח שהמחקר יעמוד בתקנים מוסריים ברחבי העולם. ההנחיות המוסריות בארצות הברית, למשל, מאפשרות כימרות של אדם וחיה, כל עוד הן לא מתרבות והתאים האנושיים לא "משפיעים על המוח בצורה משמעותית ומאורגנת." ההנחיות משקפות את החששות הנפוצים לגבי גידול חיות עם רכיבים אנושיים בזרע ובביציות שלהן, במוח, בעיניים ובעור.

הביולוג ההתפתחותי דאבור סולטר מהמכון לביולוגיה רפואית בסינגפור אומר שהחשש הזה "מעורר גיחוך" ומציין שמבנה המוח – ולא טבעם של התאים הבודדים – הוא זה שמייחד את המוח שלנו. "תאי המוח האנושיים יעשו במוחו של עכבר דברים שמוחות של עכברים עושים. אבל הם לא נושאים מחשבות אנושיות."

למרות זאת, נקאוצ'י אומר שהוא מצא דרך למנוע מתאי iPS להפוך לתאי מוח או גונדה. הצוות שלו שינה את תאי ה-iPS של העכברים על-ידי הוספת גן שמבקר את ההתמיינות שלהם ומגביל את מספר האיברים שהם מסוגלים לייצר. התאים האלה לא יכולים להפוך לזרע, לביציות, ולתאי מוח, עור או עיניים. מחקר זה נמצא בשלבי הכנה לפרסום. אם יהיה ניתן לשחזרו עם תאים אנושיים, הוא יסלול את הדרך למחקר בארצות הברית. "בהינתן מספיק משאבים ונחישות, ואם זה באמת עובד בעכברים, זה אמור להיות בר-ביצוע בחזירים," אומר מארי.

הצעד הבא של צוותו של נקאוצ'י הוא להוכיח שאפשר ליצור כימרות של חזיר ואדם. עד כה, הם ערבבו תאים מעכברים ועכברושים. ההמשך יהיה האתגר הגדול מכולם.

"אני בספק שעובר שנוצר מבלסטוציסט של חזיר עם תאי iPS אנושיים, יוכל לשרוד," אומר סולטר. הוא מציין שאף על פי שכימרות של שני עכברים התפתחו בהצלחה עד לגיל בגרות, רוב הכימרות שיצר נקאוצ'י מעכברוש ועכבר, לא שרדו. ככל שהמרחק האבולוציוני בין שני המינים גדול יותר, הוא אומר, כך קטן הסיכוי של הכימרות לשרוד.

עדיין לא ברור למה. סולטר מציין שבלסטוציסטים של חזיר הם עצומים ו"מוזרים". הם צומחים לכדי רצועות באורך 10 סנטימטר המכילות מאות אלפי תאים. בלסטוציסטים אחים נכרכים זה סביב זה ברחם. ואילו בלסטוציסטים אנושיים הם באורך של כחמישית מילימטר ומכילים כ-150 תאים. "אני חושב ששני המבנים האלה לא יתאימו. התאים האנושיים ישבשו את המורפולוגיה של הבלסטוציסט של החזיר ויגרמו להפלה."

נקאוצ'י אומר שאם הכימרות של חזיר ואדם אינן החיות המוצלחות ביותר לגידול איברים, כימרות של קוף ואדם עשויות להתאים. בינתיים, הוא כבר התקדם לקראת בדיקות נוספות של המודל שלו: הצוות שלו עובד על בלסטוציסטים של עכבר שאליהם מוזרקים תאי iPS אנושיים כדי לראות איך הכימרות מתנהגות. עד כה, התקנות אמרו שעל נקאוצ'י להרוס את גושי התאים לאחר שבועיים. השינויים האחרונים בהנחיות היפניות אומרים שאולי הוא יוכל לחזור בקרוב על הניסויים, אבל הפעם להשתיל את הבלסטוציסטים בחזירה ולראות מה מתפתח.