Ein japanischer Stammzellforscher ist der erste, der staatliche Unterstützung erhalten Tierembryonen zu schaffen, die menschliche Zellen enthalten und sie in Leihtiere transplantieren, da ein Verbot der Praxis Anfang dieses Jahres aufgehoben wurde.,

Hiromitsu Nakauchi, der Teams an der Universität Tokio und der Stanford University in Kalifornien leitet, plant, menschliche Zellen in Maus – und Rattenembryonen anzubauen und diese Embryonen dann in Ersatztiere zu transplantieren. Nakauchis ultimatives Ziel ist es, Tiere mit Organen aus menschlichen Zellen zu produzieren, die schließlich in Menschen transplantiert werden können.

Bis März verbot Japan ausdrücklich das Wachstum von tierischen Embryonen, die menschliche Zellen enthalten, über 14 Tage hinaus oder die Transplantation solcher Embryonen in einen Ersatz-Uterus., In diesem Monat gab das japanische Bildungs–und Wissenschaftsministerium neue Richtlinien heraus, die die Schaffung von Mensch-Tier-Embryonen ermöglichen, die in Ersatztiere transplantiert und zur Welt gebracht werden können.

Mensch-Tier-hybride Embryonen wurden in Ländern wie den USA hergestellt, aber nie auf den Markt gebracht. Obwohl das Land diese Art von Forschung zulässt, haben die National Institutes of Health seit 2015 ein Moratorium für die Finanzierung solcher Arbeiten verhängt.

Nakauchis Experimente sind die ersten, die nach Japans neuen Regeln von einem Expertenausschuss des Wissenschaftsministeriums genehmigt wurden., Die endgültige Genehmigung durch das Ministerium wird nächsten Monat erwartet.

Nakauchi sagt, er plane, langsam vorzugehen und werde nicht versuchen, hybride Embryonen für einige Zeit zum Leben zu erwecken. Zunächst plant er, hybride Mausembryonen bis zu 14,5 Tagen zu züchten, wenn die Organe des Tieres größtenteils gebildet sind und es fast zu Ende ist. Er wird die gleichen Experimente an Ratten machen und die Hybriden auf kurze Sicht wachsen lassen, etwa 15,5 Tage. Später plant Nakauchi, die Genehmigung der Regierung zu beantragen, hybride Embryonen in Schweinen für bis zu 70 Tage anzubauen.,

„Es ist gut, schrittweise mit Vorsicht vorzugehen, um einen Dialog mit der Öffentlichkeit zu ermöglichen, die sich ängstlich fühlt und Bedenken hat“, sagt der wissenschaftspolitische Forscher Tetsuya Ishii von der Hokkaido University in Sapporo, Japan.

Ethische Bedenken

Einige Bioethiker sind besorgt über die Möglichkeit, dass menschliche Zellen über die Entwicklung des Zielorgans hinaus verirren, zum Gehirn des sich entwickelnden Tieres reisen und möglicherweise dessen Wahrnehmung beeinflussen können.

Nakauchi sagt, dass diese Bedenken bei der Versuchsgestaltung berücksichtigt wurden., „Wir versuchen, eine gezielte Organerzeugung durchzuführen, damit die Zellen nur zur Bauchspeicheldrüse gelangen“, sagt er.

Die Strategie, die er und andere Wissenschaftler erforschen, besteht darin, einen tierischen Embryo zu schaffen, dem ein Gen fehlt, das für die Produktion eines bestimmten Organs wie der Bauchspeicheldrüse erforderlich ist, und dann humanen induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS) in den tierischen Embryo zu injizieren. iPS-Zellen sind solche, die in einen embryonalähnlichen Zustand umprogrammiert wurden und zu fast allen Zelltypen führen können. Während sich das Tier entwickelt, verwendet es die menschlichen iPS-Zellen, um das Organ herzustellen, das es nicht mit seinen eigenen Zellen herstellen kann.,

Im Jahr 2017 berichteten Nakauchi und seine Kollegen über die Injektion von IPS-Zellen der Maus in den Embryo einer Ratte, die keine Bauchspeicheldrüse produzieren konnte. Die Ratte bildete eine Bauchspeicheldrüse, die vollständig aus Mauszellen bestand. Nakauchi und sein Team transplantierten diese Bauchspeicheldrüse zurück in eine Maus, die für Diabetes entwickelt worden war. Das von Ratten produzierte Organ konnte den Blutzuckerspiegel kontrollieren und die Maus von Diabetes1 effektiv heilen.

Aber menschliche Zellen dazu zu bringen, in einer anderen Spezies zu wachsen, ist nicht einfach., Nakauchi und Kollegen gaben auf dem Treffen der American Association for the Advancement of Science 2018 in Austin, Texas, bekannt, dass sie menschliche iPS-Zellen in Schafembryonen eingesetzt hatten, die nicht zur Produktion einer Bauchspeicheldrüse entwickelt worden waren. Aber die hybriden Embryonen, die 28 Tage lang gezüchtet wurden, enthielten nur sehr wenige menschliche Zellen und nichts, was Organen ähnelte. Dies liegt wahrscheinlich an der genetischen Distanz zwischen Mensch und Schaf, sagt Nakauchi.,

Es macht keinen Sinn, Mensch–Tier-hybride Embryonen mit evolutionär entfernten Arten wie Schweinen und Schafen in Einklang zu bringen, da die menschlichen Zellen frühzeitig aus Wirtsembryonen eliminiert werden, sagt Jun Wu, der Mensch–Tier-Chimären am Southwestern Medical Center der University of Texas in Dallas erforscht. „Das Verständnis der molekularen Grundlagen und die Entwicklung von Strategien zur Überwindung dieser Barriere werden notwendig sein, um das Feld voranzubringen“, sagt Wu.

Nakauchi sagt, dass die Zustimmung in Japan es ihm ermöglichen wird, dieses Problem anzugreifen., Er wird mit iPS-Zellen in subtil unterschiedlichen Stadien experimentieren und einige genetisch veränderte iPS-Zellen ausprobieren, um festzustellen, was das Wachstum menschlicher Zellen in tierischen Embryonen begrenzt.