Nykyaikaisten tutkijoiden yrityksiä luoda eläimiä ihmiselimillä edelsi monien vuosien tutkimus, ja juuri nämä suunnitelmat alkavat toteuttaa. Tällaisten kokeiden vastustajat ovat kuitenkin huolissaan aiheen eettisestä puolelta, toteaa BBC Earth -kolumnisti.
HG Wellsin tieteiskirjassa "Dr. Moreaun saari" päähenkilö Edward Prandick, joka heitettiin maihin laivan hylyn seurauksena, kompastuu nainen ja kaksi miestä, jotka kyykkyvät kaatuneen puun lähellä metsän raivauksessa.
Kaikki kolme ovat täysin alasti lukuun ottamatta ripsille käärittyjä rättejä.
Prendick kiinnittää huomiota heidän "rasvaisiin kasvoihinsa", joista "puuttui leuka, otsaansa ulkonevat eteenpäin ja päänsä peitettiin harvoilla harjatuilla hiuksilla". Hän huomauttaa: "En ole koskaan ennen tavannut sellaisia parhaita olentoja."
Kun Prendick lähestyy alkuperäiskansoja, he yrittävät puhua hänen kanssaan, mutta heidän puheensa kuulostaa erittäin nopealta ja epäselvältä; he ravistavat päätään ja heiluttavat sivulta toiselle kantaen, kuten sankarille näytti, "uskomattoman hölynpölyä".
Huolimatta villien osittain piilotetusta alastomuudesta ja näennäisen inhimillisestä ulkonäöstä Prendick tarttuu heihin kiistattomasti "muistuttaen sikoja", ja heidän käyttäytymisensä on kuin "merkitty jonkin eläimen sinetillä".
Yhtenä yönä mennessäsi vahingossa Dr. Moreaun leikkaussaliin, Prendick selvittää, mikä on asiaa: tiedemies muuttaa eläimet ihmisiksi, muuttaen heidän ruumiinsa ja aivonsa omaan kuvaan ja samankaltaisuuteen.
Kaikista ponnisteluista huolimatta lääkäri ei kuitenkaan pysty vapauttamaan luomustaan heidän perusvaistojensa ilmenemismuodoista.
Mainosvideo:
Hänen luomansa epävakaa yhteiskunta kuluu pian anarkiaan, joka johtaa Moreaun kuolemaan.
On kulunut 120 vuotta siitä, kun romaani ensimmäisen kerran näki päivänvalon, ja tämän päivän otsikot voivat antaa kuvan siitä, että olemme vaarallisesti lähellä Wellsin dystopiaa.
"Frankensteinin tiedemiehet pyrkivät luomaan kimeran, joka on ristin ihmisen ja eläimen välillä", huusi yksi British Daily Mailin otsikoista toukokuussa 2016.
"Tiede pyrkii murtamaan esteen ihmisten ja eläinkunnan välillä", sanoi kaksi kuukautta myöhemmin julkaistu Washington Timesin artikkeli. Artikkelin kirjoittaja väitti, että älykkäät eläimet vapautuvat pian laboratorioista.
Syynä jännitykseen olivat tutkijoiden suunnitelmat implantoida ihmisen kantasolut eläinten alkioihin kasvattaakseen yksittäisiä ihmisen elimiä elinsiirtoa varten siirron tarpeessa oleville potilaille.
Tämän tekniikan odotetaan lyhentävän leikkauksen odotusaikaa ja vähentävän elinsiirtojen hyljinnän riskiä.
Näitä rohkeita ja epäselviä suunnitelmia edelsi yli kolme vuosikymmentä tieteellistä tutkimusta. Kokeet ovat auttaneet tutkijoita purkamaan joitain perustavanlaatuisia salaisuuksia, tutkimaan lajien välisten erojen luonnetta ja selvittämään, kuinka äidin kohdussa olevasta soluklusterista tulee elävä organismi.
Kun otetaan huomioon tällaisten hankkeiden rahoitusnäkymät, ihmiskunta lähestyy nopeasti tärkeätä virstanpylvästä tällä alueella.
"Tämä tietoalue kehittyy erittäin nopeasti", kertoi kimeerien tutkimuksen edelläkävijä Toronton yliopiston tutkija Janet Rossant. "Ymmärryksemme biologiasta saavuttaa uuden tason."
Mutta vain sillä ehdolla, että ratkaisemme ensin useita vaikeita eettisiä ongelmia, jotka liittyvät ajatukseemme siitä, mitä tarkoittaa olla ihminen.
Kimeerit olivat monien vuosituhansien ajan vain myyttejä ja legendoja.
Biologinen termi on lainattu antiikin Kreikan mytologiasta: Homer kuvasi kimeeria outoksi olentoksi, jolla oli leijonan pää ja kaula, vuohen ruumis ja käärmehäntä. Legendan mukaan tämä kuolematon tulenhenkinen olento löytyi Lycian maasta, joka sijaitsee Vähä-Aasiassa (niemimaa Länsi-Aasiassa, osa nykyaikaisen Turkin aluetta - toim.).
Kimeran tieteellinen määritelmä on vähemmän värikäs. Tätä termiä käytetään kuvaamaan kaikkia organismeja, jotka koostuvat geneettisesti erilaisista soluista.
Kimeerismi esiintyy luonnossa, etenkin kaksoisalkioiden fuusion seurauksena hedelmöittymisen jälkeen, ja se voi johtaa yllättäviin tuloksiin.
Otetaan esimerkiksi kahdenväliset (kahdenväliset) gynandromorfit, joissa ruumiin toisella puolella on uroksen ominaisuudet ja toisella naispuoliset ominaisuudet. Tällaiset olennot ovat pohjimmiltaan seurausta kahden veljeisestä kaksosesta.
Jos eri sukupuolten yksilöiden väri on hyvin erilaista, kuten monien lintu- ja hyönteislajien kohdalla, tulos voi olla hyvin epätavallinen ja vaikuttava.
Esimerkiksi punaisessa kardinalissa kahdenvälinen gynandromorfismi johtaa "uros" -puolen kirkkaan punaiseen sulaan ja "naispuolisen" harmaan sulaan.
Kuitenkin paljon useammin eri alkioiden solut sekoittuvat satunnaisiin yhdistelmiin, mikä johtaa hienovaraisempiin muutoksiin koko organismissa.
Tällaiset kimeerit näyttävät ja käyttäytyvät täsmälleen kuten tietyn lajin muut yksilöt.
On mahdollista, että itse olet kimera, koska tieteelliset tutkimukset osoittavat, että ainakin 8% ei-identtisistä kaksosista imee sisaruksistaan soluja alkion kehityksen aikana.
Huolimatta siitä, että kreikkalaisissa myytteissä kuvattuja olentoja ei ole luonnossa, se ei estä tutkijoita yrittämästä luoda omia kimeeransa laboratoriossa.
Janet Rossant oli yksi ensimmäisistä tutkijoista, joka teki tämän.
Vuonna 1980 työskennellessään Kanadan Brock-yliopistossa hän julkaisi Science-lehdessä kokeilun tulokset, joissa kimeeria kasvatettiin kahden erityyppisen hiiren geenimateriaalista: laboratorioalbiinohiiri, talon hiiren alalaji (Mus musculus) ja villi Ryukyu -hiiri (Mus caroli), joka elää useissa Aasian maissa.
Aikaisemmat yritykset kasvattaa lajien välisiä hybridi-olentoja ovat usein epäonnistuneet. Alkiat joko eivät kiinnittyneet kohdun seinämään ollenkaan tai osoittautuivat alikehittyneiksi, ja sitten tapaus päättyi useimmiten keskenmenoon.
Rossant-menetelmä koostui monimutkaisesta kirurgisesta toimenpiteestä noin neljä päivää hedelmöityksen jälkeen.
Siihen mennessä hedelmöitetystä munasta oli jo muuttunut blastosystana - hyytymä sisäisestä solumassasta, jota ympäröi suojaava kerros, nimeltään trophoblast, josta myöhemmin tulee istukka.
Rossant ja kollega William Frels injektoivat Ryukyu-hiiren blastokystistä otetun sisäisen solumassan laboratoriohiiren munaan.
Koska isäntähiiren räjähdyskehässä oleva trofoblasti ei vaurioitunut leikkauksen aikana, muodostuvan istukan DNA vastasi silti äidin DNA: ta. Seurauksena alkio tarttui onnistuneesti kohdun seinämään.
Tutkijoiden piti odottaa vain 18 päivää tarkkaillen raskauden kulkua.
Koe oli hämmästyttävän onnistunut: 48: sta vastasyntyneestä hiirestä 38 oli kimeeria, jotka sisälsivät molempien hiirityyppien geneettistä materiaalia.
"Olemme osoittaneet, että lajien välinen este on mahdollista ylittää", Rossant sanoo. Kimeerismi ilmeni selvästi hiirten värissä: valkoisten ja punertavien hiusten vuorotellen.
Jopa luonteen suhteen nämä kimeerit olivat selvästi erilaisia kuin vanhemmat yksilöt.
"Meillä on hyvin outo sekoitus merkkejä", Rossant sanoo. "Ryukyu-hiiret ovat erittäin levottomia: jotta ne eivät karkaa, sinun on laitettava ne kauhan pohjalle ja otettava ne pihdillä nahkahansikkaat asettamisen jälkeen."
Lab-hiiret ovat paljon hiljaisempia. "Kimeeriemme käyttäytyminen oli jotain väliin", toteaa tutkija.
Rossantin mukaan tällaiset kokeet voivat auttaa neurotieteen nykypäivän kehitystasolla tutkimaan eri lajien käyttäytymistä.
"Voisit verrata käyttäytymiseroja siihen, mihin kimäärin aivojen osiin kuuluu kaksi erityyppistä solua", hän sanoo. "Pidän tätä tutkimusaluetta erittäin mielenkiintoisena."
Varhaisessa työssään Rossant käytti kimimereitään tutkiakseen kuinka organismit kehittyvät kohdussa.
Geenitutkimus oli vasta alkamassa, ja kahden lajin väliset selvät erot auttoivat jäljittämään, kuinka solut jakautuvat kimeran kehossa.
Tämän ansiosta tutkijat ovat selvittäneet, mistä sisäisen solumassan elementeistä tietyt elimet muodostuvat.
Tutkijat voivat käyttää tätä lähestymistapaa myös tutkia tiettyjen geenien roolia. Tätä varten yksi alkioista voidaan luoda keinotekoisesti geneettinen mutaatio, kun taas toista käytetään alkioina.
Tutkimalla näin saatua kimeeria tutkijat kykenevät selvittämään, mihin tiettyihin kehon toimintoihin tietyt geenit vaikuttavat.
Muut tutkijat ympäri maailmaa ottivat pian käyttöön Rossant-menetelmän. Yhdessä kokeessa oli mahdollista luoda kimeri vuohen- ja lammassoluista.
Eläimen ulkonäkö oli hyvin epätavallista: sen iho näytti tilkkutäkkiläkiltä, jossa lampaan villa ja vuohen tyypilliset karkeat hiukset olivat leikkautuneet.
Time-aikakauslehti kuvasi kimeran eläintarhanhoitajan temppuksi: vuohen angora-villapaitaan.
Rossant on kuullut myös useista uhanalaisten lajien suojeluhankkeista: ideana oli implantoida alkioita kotieläinten kohtuun.
"En tiedä kuinka onnistuneet nämä aloitteet olivat, mutta idea on edelleen elossa", hän sanoo.
Nyt Rossant-menetelmää on tarkoitus soveltaa hankkeessa, joka teoreettisesti voisi avata uuden sivun regeneratiivisessa lääketieteessä.
Kahden viime vuosikymmenen aikana tutkijat ovat yrittäneet oppia kasvattamaan laboratoriossa uusia elimiä kantasoluista, jotka voivat muuttua minkä tahansa tyyppisiksi kudossoluiksi.
Uskotaan, että tällä strategialla on valtava potentiaali transplantologian kehittämiselle.
"Ongelmana on, että vaikka kantasolut ovat hyvin samankaltaisia alkioiden solujen kanssa, ne eivät ole täysin samoja", sanoo Juan Carlos Ispisua Belmonte J. Salkin biologisen tutkimuksen instituutista La Jollassa Kaliforniassa.
Toistaiseksi kantasolut ovat edelleen soveltumattomia elinsiirtoon.
Ispisua Belmonte ja joukko muita tutkijoita uskovat, että ratkaisu pitäisi löytää tiloilta. Tutkijoiden tavoitteena on luoda kimäärieläimet tarvittavien elinten kasvattamiseksi.
"Alkiogeneesi on luonnossa laajalle levinnyttä, ja 99% sen tuloksista on positiivisia", sanoo tutkija. "Emme vielä tiedä kuinka luoda se uudelleen laboratoriossa, mutta eläimet tekevät sen erittäin hyvin, joten miksi et saisi luontoa toimimaan meille?"
Toisin kuin vuohen ja lampaan kimeeri, jossa kahden eri lajin solut jakautuivat satunnaisesti koko vartaloon, näissä kimeereissä vieraiden kudosten on oltava keskittyneet tiettyihin elimiin.
Geneettisten manipulaatioiden avulla tutkijat odottavat "lyövän" pois tiettyjä elimiä isännän kehosta, sijoittavat ihmisen solut tyhjään tilaan ja pakottavat ne muodostamaan vastaavat, mutta jo ihmisen, elimet, joiden koko ja muoto ovat vaaditut.
"Eläimestä tulee inkubaattori", sanoo Pablo Juan Ross Kalifornian yliopistosta, Davis.
Jo tiedetään, että teoriassa tämä on mahdollista. Vuonna 2010 Stanfordin yliopiston lääketieteellisestä korkeakoulusta Hiromitsu Nakauchi ja hänen kollegansa käyttivät samanlaista tekniikkaa rotan haiman kasvattamiseen hiirellä.
Nyt sopivimpia "inkubaattoreita" ihmisen elimille ovat siat, joiden anatomiset rakenteet ovat hyvin lähellä ihmisten rakenteita.
Jos suunnitelma toimii, se auttaa ratkaisemaan monia elinsiirtoihin liittyviä ongelmia.
"Keskimäärin munuaisensiirron odotuslista kestää nyt noin kolme vuotta", Ross selittää. Samanaikaisesti olisi mahdollista kasvattaa vaadittava elin tilaamiseksi sian kehosta vain viidessä kuukaudessa.
"Tämä on toinen etu sikojen käytön kantajina: ne kasvavat erittäin nopeasti", selittää tutkija.
Interspesifiset kimeerit voivat löytää sovelluksia farmakologiassa.
Usein tutkittaessa uudentyyppisiä lääkkeitä eläimillä tulokset ovat onnistuneita, mutta kun ihmiset käyttävät samoja lääkkeitä, syntyy odottamattomia ja ei-toivottuja seurauksia.”Tuloksena on ajan ja rahahukkaa”, Ispisua Belmonte painottaa.
Kuvittelkaamme ehdotetun menetelmän tulevaisuudennäkymät käyttämällä uuden maksasairauksien lääkkeen esimerkkiä.
"Jos sijoitamme ihmissolut sian maksan sisään, voimme ensimmäisen lääkkeen luomistyövuoden aikana selvittää, onko se mahdollisesti myrkyllinen ihmiskeholle", tutkija toteaa.
Rossant on samaa mieltä siitä, että menetelmällä on suuri potentiaali, mutta korostaa, että tutkijoilla on vielä vakava työ tekemistä:”Kiitän niiden rohkeutta, jotka uskalsivat työskennellä tämän tehtävän parissa. Se on mahdollista, mutta minun on myönnettävä, että tutkijoiden on matkalla kohtaamassa erittäin vakavia vaikeuksia."
Monet heistä ovat luonteeltaan teknisiä.
Evoluution kannalta ihminen eroaa sikasta paljon enemmän kuin rotta hiirestä.
Tutkijat tietävät kokemuksesta, että tällaisissa tapauksissa todennäköisyys hylätä luovuttajasolut isännän kehossa lisääntyy merkittävästi.
"On tarpeen luoda erityiset olosuhteet ihmisen solujen selviytymiselle ja jakautumiselle [sika]", sanoo Ispisua Belmonte.
Tämä edellyttää ihmisen kantasolujen "primaarisen", virheetöntä puhtaan lähteen löytämistä, joka voi muuttua mihin tahansa kudokseen.
Lisäksi saattaa olla tarpeen modifioida isäntäorganismia geneettisesti vieraiden solujen hylkimisen todennäköisyyden vähentämiseksi.
Toistaiseksi suurin este tutkimuksen pidättämiselle on kuitenkin eettiset näkökohdat.
Vuonna 2015 Yhdysvaltain terveysministeriön kansalliset terveysinstituutit perustivat moratorion rahoittaa kokeita kimeroiden luomiseksi ihmisille ja eläimille.
Totta, myöhemmin ilmoitettiin, että kielto voidaan kumota - edellyttäen, että jokaiselle tällaiselle kokeelle tehdään lisäarviointi ennen rahoituksen myöntämistä.
Samaan aikaan Ispisua Belmonte sai 2,5 miljoonan dollarin avustusehdotuksen sillä ehdolla, että hän käyttää apinasoluja ihmisen solujen sijasta kimeran luomiseen.
Suurimpana huolenaiheena on hypoteettinen todennäköisyys, että ihmisen kantasolut saavuttavat sian aivot, mikä johtaa luonteen luomiseen, jolla on joitain ihmisille ominaisia kykyjä ja käyttäytymismalleja.
"Mielestäni tätä skenaariota tulisi harkita ja keskustella yksityiskohtaisesti tutkimuksessa", Rossant sanoo. Loppujen lopuksi hänen kimeerinsa osoittivat molemmat tyyppisten hiirien temperamenttipiirteet. Eläimen vartaloon loukkuun jääneen ihmisten tietoisuuden luominen on painajainen juoni, joka on Wellsin kynän arvoinen.
Tutkijat korostavat nopeasti, että tiettyjä varotoimia voidaan toteuttaa. "Injisoimalla soluja tietyssä alkion kehitysvaiheessa voimme ehkä välttää tämän riskin", Belmonte sanoo.
Toinen mahdollinen tapa on ohjelmoida kantasolut geneettisellä tasolla tuhoamaan itsensä tietyissä olosuhteissa, jotta vältetään niiden pääsy hermokudokseen.
Mutta nämä päätökset eivät ole riittävän vakuuttavia New Yorkin lääketieteen yliopiston sytobiologille Stuart Newmanille, joka on huolissaan tällaisten kokeiden mahdollisista seurauksista vuohen-lampaan kimeran perustamisen jälkeen 1980-luvulla.
Newmanin huolenaihe ei ole niinkään tutkijoiden nykyaikainen suunnitelma kuin tulevaisuus, jossa kimeerit voisivat vähitellen saada enemmän ja enemmän inhimillisiä piirteitä.
"Mitä inhimillisempiä voit tuoda näihin hybrideihin, sitä mielenkiintoisimmista niistä tulee sekä tieteellisesti että lääketieteellisesti", hän sanoo.
”Nyt joku voi vannoa, etteivätkö he koskaan luo kimimerejä ihmisen kaltaiseksi, mutta loppujen lopuksi piilevä halu pysyy silti. Itse aiheessa on jotain, joka kannustaa tutkijoita liikkumaan pidemmälle ja eteenpäin tähän suuntaan."
Oletetaan, että tutkijat ovat luoneet kimeran tutkimaan uutta lääkettä Alzheimerin taudille. Tutkijoille annetaan alun perin lupa luoda oletus, jonka aivot ovat esimerkiksi 20% ihmistä. Mutta ajan myötä he saattavat joutua siihen tulokseen, että ihmisen aivojen osuus on tarpeen nostaa 30 tai 40 prosenttiin, jotta lääkkeen vaikutukset ymmärretään täysin.
Newman sanoi lisäksi, että rahoituksen saamiseksi tutkijan on usein julistettava yhä kunnianhimoisempia tutkimustavoitteita: "Ei ole niin, että tutkijat yrittäisivät luoda hirviöitä … Tutkimus on luonnollinen, kehittyvä prosessi, eikä se lopu yksinään."
Yhtä tärkeätä on, että tällaiset kokeilut voivat heikentää ihmisyyttä, Newman jatkaa:”Kulttuurimme muutos antaa meille mahdollisuuden ylittää nämä rajat. Tässä tapauksessa henkilöä pidetään vain aineellisena esineenä."
Tietäen ihmisen kimeerien olemassaolosta, emme ehkä saa niin paljon epäillä ihmisen geenien manipulointia lasten "tilauksen" luomiseksi.
Ja Newman ei ole pelkästään yksin.
Kalifornian San Diegon yliopiston sosiologi John Evans huomauttaa, että ihmisen ja eläimen hybridien keskustelu on keskittynyt kognitiivisiin kykyihin.
Tässä yhteydessä voidaan päätellä, että tällaisia kimeerejä ei voida kohdella kuin ihmisiä, jos heillä ei ole ihmisten rationaalista ajattelua tai puhetta.
Mutta tällainen logiikka voi johtaa meitä alas liukasteisiin keskusteluihin siitä, kuinka käsitellä omien lajien jäseniä.
"Jos yhteiskunta alkaa nähdä ihmisen kykyjen kokonaisuutena, se alkaa kohdella omia jäseniä pienemmällä joukolla näitä kykyjä toisen luokan ihmisinä", varoittaa Evans.
Ispisua Belmonte uskoo, että monet näistä huolenaiheista, etenkin sensaatiomaisissa otsikoissa heijastetut, ovat toistaiseksi perusteettomia.
"Tiedotusvälineiden ja sääntelijöiden mielestä aloitamme sikojen tärkeiden ihmiselinten kasvattamisen melkein huomenna. Tämä on tieteiskirjallisuutta. Olemme vielä matkan alussa."
Ja kuten Nature-lehti kirjoittaa, keskusteluun tällaisen tutkimuksen etiikasta ei pidä liittää tunteita.
Lajienvälinen kimeerismi voi tuntua inhottavalta joillekin, mutta parantumattomilla sairauksilla kärsivien ihmisten kärsimys ei ole yhtä kamala. Et voi ratkaista moraalisia ja eettisiä ongelmia vain vaistoreaktioiden perusteella.
Lopullisesta päätöksestä riippumatta on pidettävä mielessä, että sen mahdolliset vaikutukset eivät rajoitu vain tieteenalaan.
"Tapa, jolla puhumme henkilöstä tässä keskustelussa, voi vahingossa muuttaa tapaa, jolla näemme itsemme", kirjoittaa Evans.
Onhan kysymys siitä, mikä määrittelee henkilön, joka sijaitsee Wellsin romaanin ytimessä. Palattuaan Dr. Moreaun saarelta Pendrick jää eläkkeelle Englannin maakunnassa kaukana suurista kaupungeista, mieluummin ihmissuhteisiin tarkkaillakseen tähtitaivasta.
Saatuaan todistaa luonnollisen väliseinien väkivaltaisen loukkauksen, hän ei voi enää katsoa ihmisiin huomaamatta heissä olevaa eläinluontoa:”Minusta näytti, että en itsekään ollut rationaalinen ihminen, vaan huono sairas eläin, jota kiusaa joku outo tauti, joka saa aikaan hänet vaeltaa yksin kuin kadonnut lammas."