Sekelompok ilmuwan internasional yang dipimpin oleh orang Spanyol Juan Balmonte, yang terkenal dengan kiprahnya di bidang sel punca, berhasil menciptakan embrio chimera manusia dan babi, yang nantinya dapat menjadi sumber donor organ. Tim peneliti lain menggunakan virus untuk mengobati ketulian bawaan pada tikus. "Lenta.ru" berbicara tentang keberhasilan rekayasa genetika yang berkaitan dengan kedokteran.
Penciptaan organisme hasil rekayasa genetika bukanlah satu-satunya cara agar rekayasa genetika dapat menyenangkan umat manusia. Bioteknologi memungkinkan tidak hanya untuk mengubah gen untuk memperbaiki tanaman dan hewan pertanian, tetapi juga untuk mengobati penyakit yang sebelumnya tidak dapat disembuhkan. Ironisnya, untuk ini, para ilmuwan menggunakan musuh abadi manusia - virus. Yang terakhir digunakan untuk membuat vektor yang mengirimkan DNA ke sel yang diinginkan. Arah lain yang mungkin menakutkan orang yang tidak terlalu berpengetahuan luas dalam sains adalah terciptanya embrio chimera yang menggabungkan sel manusia dan organisme lain. Namun, apa yang awalnya tampak menyeramkan sebenarnya akan terbukti sebagai cara mudah untuk membuat organ.
Ginjal atau paru-paru yang diperoleh dengan menumbuhkan embrio chimeric akan cocok untuk transplantasi kepada orang yang membutuhkan. Mereka yang takut akan pemberontakan mutan harus berpikir bahwa manfaat nyata dari teknologi ini lebih besar daripada ketakutan samar para penulis fiksi ilmiah yang pesimis.
Dari kiri ke kanan: tikus normal, tikus dengan kandang tikus, tikus dengan kandang tikus, tikus normal
Gambar: Nakauchi et al. / Universitas Tokyo
Untuk menghilangkan rasa takut, Anda perlu memahami apa dan bagaimana ilmuwan yang menciptakan chimera lakukan. Bahan utama yang digunakan para peneliti adalah sel punca, yang memiliki potensi majemuk - kemampuan untuk berubah menjadi sel lain di dalam tubuh (saraf, lemak, otot, dan sebagainya) dengan pengecualian kantung plasenta dan kuning telur. Mereka dimasukkan ke dalam embrio organisme lain, setelah itu embrio berkembang lebih jauh.
Video promosi:
Pigmen
Beginilah cara tim ilmuwan internasional dari Amerika Serikat, Spanyol, dan Jepang berhasil menciptakan chimera manusia babi, tikus tikus, dan manusia sapi. Mereka melaporkan ini dalam artikel yang diterbitkan di jurnal Cell, yang menjadi dokumen pertama yang mendukung keberhasilan "chimerization" spesies terkait.
Masalah utamanya adalah tidak cukup hanya memasukkan sel-sel berpotensi majemuk ke dalam embrio dan menunggu sesuatu yang baik untuk keluar. Sebaliknya, bisa berakhir dengan organisme dengan cacat perkembangan katastropik, termasuk pembentukan teratoma. Gen pada embrio penerima perlu dimatikan agar tidak dapat membentuk jaringan tertentu. Dalam hal ini, sel induk yang ditanamkan mengambil tugas untuk menumbuhkan organ yang hilang.
Pertama, para ilmuwan menyuntikkan sel induk tikus ke dalam embrio tikus pada tahap blastokista, saat janin berupa bola dari beberapa lusin sel. Metode ini disebut komplementasi embrio. Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mengetahui faktor-faktor mana yang memainkan peran utama dalam chimerisme antarspesies. Embrio dipindahkan ke tubuh tikus betina, setelah itu mereka berkembang menjadi chimera hidup, salah satunya bertahan hingga usia dua tahun.
Gen dalam embrio dimatikan menggunakan teknologi CRISPR / Cas9, yang membuat kerusakan di wilayah DNA tertentu. Misalnya, para peneliti, saat menguji pendekatan mereka, memblokir aktivitas gen yang berperan penting dalam pembentukan pankreas. Tikus yang dilahirkan mati sebagai akibatnya, tetapi organ yang hilang berkembang saat sel-sel berpotensi majemuk tikus dimasukkan ke dalam embrio. Para ilmuwan juga mematikan gen Nkx2.5, yang tanpanya embrio menderita cacat jantung yang serius dan ternyata kurang berkembang. Chimerization membantu embrio mencapai pertumbuhan normal, namun tidak ada chimera hidup yang diperoleh.
Foto: Juan Carlos Izpisua Belmonte / Salk Institute for Biological Studies
Sebuah studi terhadap tikus-tikus yang dihasilkan menunjukkan bahwa jaringan tikus yang berbeda mengandung proporsi sel tikus yang berbeda pula. Ketika para ilmuwan mencoba menyuntikkan sel tikus ke dalam blastokista babi dan kemudian melakukan analisis genetik terhadap embrio berusia empat minggu, mereka tidak menemukan DNA hewan pengerat. Hal ini menunjukkan bahwa tidak semua hewan cocok untuk chimerisasi satu sama lain, dan keberhasilan pencangkokan sel induk dari beberapa embrio ke embrio lainnya mungkin bergantung pada faktor genetik, morfologi, atau anatomis.
Tujuan utama para ilmuwan adalah untuk menciptakan chimera manusia dan babi, untuk melacak bagaimana jaringan manusia akan berkembang di dalam embrio hewan berkuku belah non-ruminansia. Mereka menggunakan blastokista babi dan, dengan menggunakan sinar laser, membuat lubang mikroskopis untuk injeksi selanjutnya dari berbagai kelompok sel berpotensi majemuk, yang ditanam dalam kondisi berbeda. Kemudian embrio dipindahkan ke induk babi, di mana mereka berhasil berkembang. Pelacakan dinamika materi manusia dilakukan dengan menggunakan protein fluoresen, untuk produksi sel induk manusia yang diprogram.
Akibatnya, sel-sel terbentuk dalam embrio babi, yang merupakan prekursor berbagai jenis jaringan, termasuk jantung, hati, dan sistem saraf. Babi / hibrida manusia dibiarkan berkembang selama tiga sampai empat minggu, setelah itu mereka dimusnahkan karena alasan etis.
Tikus tuli
Ilmuwan Amerika dari Boston baru-baru ini dapat mengembalikan pendengaran pada tikus yang menderita kelainan genetik langka pada fungsi telinga bagian dalam. Untuk melakukan ini, mereka menggunakan sistem pengiriman gen biologis (vektor) berdasarkan virus yang dinetralkan. Para peneliti telah memodifikasi virus terkait adeno yang menginfeksi manusia tetapi tidak menyebabkan penyakit.
Agen penular mampu menembus sel rambut - reseptor sistem pendengaran dan alat vestibular pada hewan. Ahli bioteknologi telah menggunakan vektor untuk memperbaiki gen Ush1c yang rusak dalam sel tikus hidup yang baru lahir. Mutasi ini menyebabkan ketulian, kebutaan, dan ketidakseimbangan. Hasilnya, pendengaran hewan meningkat, yang memungkinkan mereka membedakan suara yang tenang.
Karena itu, rekayasa genetika bukanlah cara untuk menciptakan mutan yang mengancam umat manusia. Ini adalah seperangkat metode dan cara yang terus meningkat untuk meningkatkan kehidupan dan kesehatan orang-orang, terutama mereka yang sangat membutuhkannya. Karena penciptaan chimera dan terapi gen tidak mudah diterapkan dan terkadang membutuhkan solusi yang cerdik, perkembangan bioteknologi tidak terjadi secepat yang kita inginkan. Namun, puluhan makalah ilmiah diterbitkan setiap tahun yang memperdalam dan memperkaya pengetahuan dan keterampilan kita.
Alexander Enikeev
