Ihmiselinten kasvattaminen eläimissä

Yhä useampi ihminen tarvitsee elinsiirron, mutta kaikille tarvitseville ei nykyisen löydy sopivaa korvaavaa elintä luovuttajalta. Tähän ongelmaan tutkijat ovat päättäneet löytää ratkaisun ja vaihtoehtoja on etsitty jopa muiden nisäkäslajien elimien siirtämisestä ihmiseen. 

Ihmiselinten kasvattaminen eläimissä

Yokohamassa, Japanissa, Takanori Takeben tutkimusryhmä on onnistunut kehittämään toimivan ihmisen maksan toisessa eläimessä käyttämällä ihmisen kantasoluja. Kantasolut olivat indusoituja pluripotetteja kantasoluja, eli tavallisia soluja, jotka uudelleen ohjelmoitiin kykenevän erikoistumaan miksi soluiksi tahansa. Kantasoluista kehitettiin petrimaljalla maksan aihioiksi ja siirrettiin sen jälkeen hiireen, jossa aihiot kehittyivät toimivaksi maksakudokseksi. Näin maksan kasvattaminen onnistui, mutta on vielä epävarmaa, toimiiko menetelmä potilailla. Nature -lehdessä julkaistu tutkimus kuitenkin osoittaa, että elimien aihion siirtäminen toiseen nisäkkääseen voi olla  lupaava lähestymistapa elimien kasvatusta varten. Vaikka kantasoluista on aiemmin ollut mahdollista kasvattaa kudoksia, on suurena haasteena ollut kasvattaa monimutkaisen kolmiulotteinen, verisuoninen elin.

Aihio alkaa kehittää verenkiertojärjestelmää ja toimia maksan tavoin kun se on siirretty elävään eläimeen.  Nyt yhdysvaltalaiset tutkijat Kalifornian yliopistolla pyrkivät kasvattamaan ihmiselimiä sikojen sisällä. Tutkimusryhmä hyödyntää perintötekijöiden muokkaustekniikoita saadakseen sian ja lampaan alkioita, joilla ei ole kysyä kasvattaa omaa haimaa. Tällaiseen alkioon ruiskutetaan ihmisen kantasoluja. Sian ja ihmisen solukannan yhdistelmät, eli kimeerit, ovat ulkonäöltään ja käytökseltään sian kaltaisia, mutta niissä kasvaa yksi elin, joka koostuu ihmisen soluista.Tutkijoiden toiveena on, että alkio kehittyy normaalisti haimaa lukuun ottamatta, joista kuuluisi tulla lähes täysin ihmissoluista koostuva elin. Tutkijoilla on lupa antaa kimeerisikiön kehittyä 28 päivän ikäiseksi ennen kuin raskaus keskeytetään ja kudos poistetaan. Asiantuntijoiden mukaan 28 päivän kasvatusaika voisi olla riittävä aika havaita  käynnistävätkö ihmissolut eläinalkiossa puuttuvan elimen kasvun.

Kimeerejä on tehty aiemminkin Yhdysvalloissa, mutta niitä ei ole vielä koskaan annettu syntyä. Toisessa tutkimuksessa kimeerejä tehtiin lampaista, joissa oli yksi ihmisolu 10 000 lammassolua kohden. Sioilla tehdyissä kimeerialkioissa oli yksi ihmissolu jokaista 100 000 siansolua kohden. Tavoitteena tutkijoilla on alkio, jossa on yhden prosentin verran ihmissoluja. Monissa maissa sijaisisäntien tutkimusta on rajoitettu ja esimerkiksi apinoiden käyttämistä sijaisisäntänä pidetään huonona ideana apinoiden ja ihmisen geneettisen samankaltaisuuden vuoksi. Minnesotan yliopiston professori Walter Lown mielestä sika on ideaali kasvatusalusta ihmisen elimille. Haiman lisäksi sioissa voitaisiin mahdollisesti kasvattaa sydämiä, maksoja, munuaisia, keuhkoja ja sarveiskalvoja. Elimien kasvattaminen eläimissä herättää kuitenkin moraalisia ja eettisiä kysymyksiä ja tutkimuksia on kritisoitu laajasti. Yksi kriitikoiden huolenaiheista on että ihmissolut vaeltavat sian aivoihin ja tekevät siitä ihmismäisen. Tutkijat sanovat ihmisaivojen kehittymisen olevan hyvin epätodennäköistä, ja vakuuttavat etteivät he ole luomassa hirviötä. Tohtori Pablo Rossi jakaa kuitenkin kriitikoiden huolen ja kertoo tutkijoiden seuraavan, minne ihmissolut menevät yhdistelmäalkioissa ja että mikäli tulokset osoittavat kaikkien ihmissolujen menevän eläimen aivoihin, tutkimusta ei ehkä todennäköisesti jatketa eteenpäin. Stanfordin yliopiston tohtori Hiro Nakauchin mukaan tutkimusryhmän menetelmät ovat tarkkoja siinä, mitä soluja tuotetaan. Hänen mukaan tutkijat pystyvät välttämään tilanteita, joissa ihmissolut alkaisivat erilaistua ihmisen aivosoluiksi tai sukupuolirauhasiksi. Lääketieteen eettisyyden tutkijan Insoo Hyun Case Western Reserve yliopistosta muistuttaa, etteivät tutkijat tee kimeerejä kuvikseen, vaan vastatakseen tarpeeseen.

Tutkimusten tarkoituksena on mahdollistaa tulevaisuudessa ihmiselinten kasvattamisen eläimissä vaikuttamatta isäntäeläimen genetiikkaan haitallisesti. Tutkijat uskovat, että ihmisen omista soluista kasvatetut elimet voivat olla paremmin yhteensopivia kuin luovuttajan elimet, sillä niissä olisi sama elimistön puolustusjärjestelmä jonka ansiosta todennäköisesti hylkimisreaktiot vähenisivät. Sikojen toimiminen elinluovuttajina voisi ratkaista elinluovutusongelman. 3D biotuloksella on myös tulevaisuudessa mahdollista tuottaa toimivia ihmiselimiä. Espanjalaistutkjat ovat onnistuneet tulostamaan toimivaa ihoa 3D biotulostimella joka voi mahdollistaa eettisemmän ratkaisun elinluovutuspulaan. Nähtäväksi jää, kumpi tieteenala onnistuu tavoitteessaan ensimmäisenä.