Inimese-sea hübriidid peibutavad piiramatu organivaruga

Nelja nädala vanune inim-seakimäär. (Foto: Juan Carlos Izpisua Belmonte/Salki instituut)
Jaan-Juhan Oidermaa
30.01.2017 10:26
Rubriik: Tervis

Siirdamiskõlbulike organite nappusele lahendust otsivad teadlased esitlesid esimest korda sea ja inimeste rakkudest koosnevaid embrüoid. Katsed annavad lisakindlust, et tulevikus on võimalik kasvatada inimelundeid koduloomades.

"Meil puuduvad praegu lihtsalt tööriistad, millega saaksime kasvatada katseklaasis inimrakkudest täies mõõdus kolmemõõtmelisi organeid. Elavas organismis näivad aga rakud täpselt teadvat, millal kuhu liikuda ja milleks areneda. Loomade sisseehitatud arenguprogrammi ja inimrakkude kombineerimine pakub seeläbi potentsiaalset võimalust, kuidas probleem lahendada," selgitas saavutust kirjeldava uurimuse esimene autor Jun Wu Salki instituudist ERR Novaatorile.

Wu nentis, et kuigi inimorganite loomades kasvatamine on selle katseklaasis tegemisest hõlpsam, ollakse ka sellest aastate kaugusel. Lehmade emakesse siirdatud enam kui 2070 inimrakke sisaldavast embrüost pidas 28 elupäevani vastu vaid 186. Isegi siis leidus neis iga inimraku kohta keskmiselt ligikaudu 100 000 searakku. Mitmed embrüod jäid olid tavapärasest väiksemad ja kasvasid aeglasemalt.

Siiski näitab saavutus, et eri liikide rakud saavad elada ja areneda ühes organismis külg külje kõrval harmoonias. "Näitasime töös esimest korda, et inimeste tüvirakkudest saab moodustuda sea embrüos tõepoolest kude, millest arenevad hiljem muu hulgas lihased, süda, neerud ja kõhunääre. Kuigi seda ei juhtu praegu nii sageli, kui me seda tahaksime," kinnitas Wu. Väljakutseid võis oodata. Inimeste ja sigade ühine esivanem elas umbes 90 miljoni aasta eest. Embrüote areng ei järgi enam täpselt samu seaduspärasid.

Kui inimorganite kasvatamine on veel selgelt tulevikumuusika, võib Wu hinnangul kimääridest kasu olla varemgi. "Taoliste süsteemidega tegelemine võimaldab meil paremini mõista inimembrüote arengut ja erinevusi erinevate liikide organite arengus. Lisaks võib see pakkuda platvormi erinevate ravimite ja keemiliste ühendite mürgisuse testimiseks," sõnas teadlane. Selleks peaks aga embrüotes leiduma inimrakke praegusest vähemalt tuhat korda rohkem.

''Kuigi nad ütlevad, et lõid sea-inimese kimääre, on töörühma saavutusel piirid. Nad uurisid kimääre küll vaid nende varjases arengustaadiumis, kuid sellele vaatamata ei suuda nad luua inimrakkudega täiendatud kimääre veel järjepidevalt. Inimese ja sea evolutsioonilise kauguse tõttu läheb meil raskeks,'' rõhutas Stanfordi ülikooli meditsiinikooli tüvirakuteadlane Hiromitsu Nakauchi.

Alusetud hirmud?
Uurimisteemat saadavad mitmed eetikaprobleemid. Suuremal osal hirmudest pole Wu sõnul hetkel praktilist alust. Pigem on need inspireeritud Vana-Kreeka mütoloogiast, kus kujutasid kimäärid lõvist, maost ja kitsest kokkupandud soerdeid. Sarnaste inimeste ja sigade või lehmade ja inimeste ristandite loomisest teadlased huvitatud pole. Viimasest annab tunnistust asjaolu, et kuigi Hispaanias võiks Wu töörühm lasta kimääridel areneda sea emakas nende ilmale tulekuni, piirdutakse ka seal hetkel vaid esimese trimestriga.

"Meil on vaja liikuda edasi väga ettevaatlikult ja sammhaaval. Praegu piisab esimestest arengunädalatest täielikult, et tehnikat lihvida ja töötada välja täiendav turvavõrk, et vältida näiteks inimrakkude looma ajju sattumist. Kohe kindlasti ei taha me, et meil jookseksid inimneuronitega täiendatud ajudega sead, kellel võiks tekkida teadvus," sõnas Wu. Seni läbiviidud katsetes teadlased inimrakkude hiljem ajuks arenevatesse kudedesse sattumist märganud pole.

Planeeritavates katsetes saab inimrakkude ebasoovitavatesse kudedesse sattumist vältida mitmel moel. "Näiteks saame lüüa tüvirakkudes välja geenid, mis on olulised närvirakkude ja aju arenguks või kasutada rakkude õigesse kohta juhatamiseks CRISPR/Cas9 tehnikat," selgitas Wu. Lisaks eeldab loomades inimelundite kasvatamine olemuslikult looma enda vastavate organite arengu peatamist. Töörühm oletab seetõttu, et selle mõjul rikastuvad inimrakkudest eeskätt tekkivad tühimikud. Nii saab neid sattuda ka mujale vähem.

Evolutsioonilised küsimused
Esimeste inim-seakimääride loomiseni viinud uuringute käigus jäi teadlastele silma veel nii mõndagi ootamatut. Näiteks arenes hiirte embrüosse siirdatud roti tüvirakkudest sapipõis. Vaatamata sellele, et rottidel endal vastav organ puudub. "Rakke ümbritseval mikrokeskkond ja kasvufaktorid näivad olevat seega arvatust tähtsamad. See suudab n-ö üle kirjutada evolutsiooni mõju ja päästa valla rakkude täieliku potentsiaali," märkis Wu. See omakorda võiks avada võimaluse uurida evolutsiooni täiesti uuel viisil.

"Pole mingit põhjust uskuda, et me ei võiks näha midagi sarnast inimrakkudega tehtavates katsetes. Kuigi organid ja koed, mis embrüo arengu käigus tavaliselt tekivad, on vaieldamatult inimeste omad, võib olla rakkudel võimekus teha veel palju enamat. Meil on vaja selleks lihtsalt õiget keskkonda," mõtiskles teadlane.

Uurimus ilmus ajakirjas Cell.

Mida ja kuidas Wu töörühm seni saavutanud on?
ROTID + HIIRED
Teadlased lõid katsetes hiireembrüotes rivist välja mitmete erinevate organite arengu eest vastutavad geenid. Paikadesse, kuhu oleks pidanud tekkima elundid, jäid tühimikud. Embrüotesse siirdati rottide tüvirakke, mis suudavad areneda ükskõik millisteks keharakkudeks. Rotirakud liikusid hiireembrüote biokeemiliste signaalide mõjul tühimikesse.

Meetodit rakendades tulid ilmale muu hulgas rottide kõhunäärme, südame, ninaõõnsuse, silmade ja veel mitme teise organiga hiired. Kimääride eluiga ulatus paari aastani.

ROTID + SEAD
Esimesed rottide pluripotentsete tüvirakkude ja sigade lootepõiekeste tehtud katsed polnud kuigi tulemusrikkad. Rotirakud ei panustanud organismi arengusse üldse. Teisisõnu ei saa üksteisega kauges suguluses olevatest liikidest kimääride loomiseks kasutada täie arengupotentsiaaliga tüvirakke.

INIMESED + VEISED/SEAD
Inimrakke sisaldavate kimääride loomiseks kasutatakse indutseeritud pluripotentseid tüvirakke. Keha-, näiteks naharakud muundatakse esmalt geenide ja kemikaalide abil rakkudeks, mis suudavad areneda kõigiks keharakkudeks. Katsetes toimetati veiste ja sigade lootepõiekestesse erinevas arengustaadiumis inimeste tüvirakke.

Kuna sigade, veiste ja inimeste tiinus/rasedus kestab erineva aja, mängib täpne ajastus üliolulist rolli. Wu toob paralleeli tavaliselt maanteelt ilma kiiruse ühtlustamise rajata kiirteele sõitmisega. Katsete alusel andsid parimaid tulemusi rakud, mille arengupotentsiaal oli kahanenud, kuid mis polnud veel täielikult diferentseerunud. Paljutõotavaid tulemusi andsid nii veiste kui ka sigade lootepõiekestega tehtud katsed.

Töörühm otsustas keskenduda sigadele. Loodud kimäärides leidus keskmiselt iga inimraku kohta 100 000 searakku.


Nime väli peab olema täidetud
Mitte rohkem kui 50 tähemärki
Kommentaari väli ei saa olla tühi
Mitte rohkem kui 50 tähemärki
Kommentaari väli ei saa olla tühi
Mitte rohkem kui 1024 tähemärki
{{error}}

Teade toimetusele edastatud

Sellelt Ip-aadressilt on ligipääs piiratud

Samal teemal

Kommentaare veel ei ole. Ole esimene!

Vasta kommentaarile

+{{childComment.ReplyToName}}:
Vasta kommentaarile
Vasta

Laadi juurde ({{take2}})
Kommenteerimine on lubatud registreeritud kasutajatele!Olete sisseloginud kui {{userAlias}}
Nime väli peab olema täidetud
Mitte rohkem kui 50 tähemärki
Kommentaari väli ei saa olla tühi
Mitte rohkem kui 1024 tähemärki
{{error}}
Autendi ja kommenteeri ID-kaardiga.
Lisa uus kommentaar
  • foto
    Kardioloog: Eesti inimesed on tervemad kui 99 aastat tagasi
    Eile

    Eesti inimesed on tänapäeval tervemad kui olid vabariigi algusaastail, ütles kardioloog Jaan Eha vabariigi aastapäeval ETV-le antud intervjuus.

  • foto
    Tänavune Ernst Jaaksoni stipendiumi laureaat on sporditeadlane Martin Mooses
    23.02

    Tartu ülikooli kergejõustiku didaktika lektorit Martin Moosest tunnustatakse 15 000 euro suuruse Ernst Jaaksoni stipendiumiga. Tartu ülikooli sihtasutus annab stipendiumi üle täna ülikooli aulas toimuval Eesti Vabariigi kontsertaktusel.

  • foto
    Eesti lapsed istuvad koolis ülemäära palju, teadlased pakuvad lahenduse
    23.02

    Kümme Tartu kooli on koos Tartu ülikooli liikumislaboriga kaasa tegemas Liikuma Kutsuva Kooli programmi. Kes mäletab kooliajast seda, et koridoris jooksmine on keelatud, on meeldivalt üllatunud, nähes kuidas praegu lapsi vahetundides jooksma, tantsima või suisa turnima meelitatakse.

  • foto
    Kas ööund on võimalik magada 40 minutiliste tsüklitena?
    21.02

    Soolopurjetajad, kes üksinda purjelaeva roolis ookeane ületavad, väidavad, et on. Ja selle tõestuseks teevad nad seda kuude kaupa. Kuidas mõjub tsükliline magamine inimese tervisele ja kas seda on ohutu harrastada ka igapäevaelus? Uneekspertide hinnangul on see ohtlik ja tervistkahjustav, kuid võimalik.

  • foto
    Peentolm põhjustab enneaegseid sünde
    20.02

    Ainuüksi 2010. aastal sai maailmas õhureostusega seostada vähemalt 2,7 miljonit enneaegset sündi.

  • foto
    "Vana" toit lühendab eluiga
    19.02

    Hallid juuksed, kortsud ja kiilaspäisus – märgid vananemisest on tihti kõigile näha. Suur osa elusorganisme surmani tõukavatest muutustest tekib aga silmale nähtamatul tasandil. Eluea pikkust võivad uue uurimuse kohaselt lühendada isegi toidus peituvad molekulaarsed kahjustused.

  • foto
    Teaduslikult disainitud paast vähendab ohtlike haiguste riski
    17.02

    Toitumises suuremaid muudatusi tegemata on võimalik langetada eluohtlike haiguste ohtu. Selleks tuleb kõigest iga paari kuu järel teha viiepäevane eriline dieet.

  • foto
    Treeningujärgne lihasvalu on ohumärk
    15.02

    Harjumatult koormavale treeningule või muule kehalisele tegevusele järgnev lihasvalu on keha sõnum, et vigastuste vältimiseks tuleks nüüd puhata.

  • foto
    Vastsündinud ei hakka enam B-hepatiidi vaktsiini esimesel elupäeval saama
    10.02

    Kehtiva immuniseerimiskava järgi vaktsineeritakse B-viirushepatiidi vastu esimese annusega universaalselt kõiki vastsündinuid nende esimesel elupäeval, kuid 2018. aastast eeldatavasti jõustuv kord lükkab vaktsineerimise hilisemaks.

  • foto
    Eesti teadlased tegid läbimurde papilloomiviiruse ravimite arenduses
    10.02

    Tartu ülikooli ja selle spin-off-ettevõtte Icosagen Cell Factory teadlased avastasid uudse viisi, mis võib oluliselt kiirendada inimese papilloomiviiruse vastase ravimi väljatöötamist. Uus rakuline seiresüsteemi aitab jälgida inimese papilloomiviiruse kasvu ja ravimite mõju viirusele, seda tutvustati teadusajakirjas PLOS Pathogens.

  • foto
    Prinditav mikrokiip diagnoosib haigusi vähem kui sendi eest
    09.02

    Haiguste diagnoosimiseks tuleb sageli arstidel teha analüüse, mis nõuab üksikute rakkude omaduste uurimist. See võib maksta halvimal juhul sadu eurosid. Stanfordi ülikooli teadlased esitlevad nüüd 20 minutiga prinditavat mikrokiipi, mille omahind jääb alla ühe sendi.

  • foto
    Biokeemik: kõik kiiret kaalulangetust lubavad dieedid on kahjulikud
    08.02

    Ükskõik, milline dieet, mis imekiiret kaalulangetust lubab, võib küll toimida, kuid pikas perspektiivis mõjub see tervisele kahjulikult, sest nii ränk muutus on organismile raske, rääkisTartu ülikooli meditsiinilise biokeemia professor, meditsiinidoktor Mihkel Zilmer. Ühtlasi vastab professor küsimustele kaalulangetusest, treenimisest ja taimetoitlusest.

  • foto
    Lahutus mõjub küpses eas naise tervisele hästi
    07.02

    Kui varasemad uuringud on toonud välja abielu või kooselu üldiselt positiivse mõju tervisele, siis värskest USA ülikoolide teadlaste uuringust selgub, et oma roll on mängida vanusel ning menopausi läbi teinud naiste tervisele mõjub lahkuminek hoopis positiivsena, abiellumisel on aga mõju kehakaalule ja alkoholitarbimisele.

  • foto
    Salmonella parandab ohvri söögiisu
    01.02

    Salmonelloosi tekitavad bakterid suudavad tõsta ohvrite söögiisu, näitavad hiirtega tehtud katsed. Teadlased loodavad, et seose lähem uurimine annab vihjeid ainevahetushäirete raviks ja aitab leida alternatiive antibiootikumravile.

  • foto
    Antibiootikum kiirendab bakterite paljunemist
    01.02

    Antibiootikumid on mõeldud bakterite tapmiseks, aga tuleb välja, et lisaks resistentsusele, mille paljud bakterid on antibiootikumide suhtes omandanud, võivad antibiootikumid bakterite paljunemisele lausa hoogu anda.

  • foto
    Ott Kiivikas: enda muutmine algab treenimisest
    31.01

    Tänases Vikerraadio saates ''Huvitaja'' rääkis kulturist Ott Kiivikas jõusaalispordist ja sellest, mida spordi harrastamisel silmas peaks pidama.

  • foto
    Alkoholireklaam tõesti tõukabki noori rohkem purjutama
    31.01

    Noored, kes puutuvad keskmisest rohkem kokku alkoholireklaamiga, purjutavad teistest rohkem ning õhutavad ka kaaslasi jooma, selgub värskest rahvusvahelisest ülevaateuuringust.

  • foto
    Doktoritöö annab riskigrupi lastele lootust diabeedist hoidumiseks
    31.01

    Autoantikehad on tuntud kurjakuulutajad, ent Jaanika Kärner kinnitab Tartu ülikoolis kaitstud doktoritööga ka nende headust.

  • foto
    Inimese-sea hübriidid peibutavad piiramatu organivaruga
    30.01

    Siirdamiskõlbulike organite nappusele lahendust otsivad teadlased esitlesid esimest korda sea ja inimeste rakkudest koosnevaid embrüoid. Katsed annavad lisakindlust, et tulevikus on võimalik kasvatada inimelundeid koduloomades.

  • foto
    Tehismõistus diagnoosib sama hästi kui arst
    27.01

    Iseõppivad tehismõistused lähevad üha nupukamaks ja mõni neist tungib juba arstide töömaale. Ameerika teadlased on loonud iseõppiva arvutisüsteemi, mis oskab diagnoosida nahavähki sama hästi kui spetsialistidest arstid.

  • foto
    Tüviraku-uurija: loomades kasvatatud inimorganeid võib näha 7 – 8 aasta pärast
    26.01

    Organidoonorite nappusele lahendust otsivad ameerika ja jaapani teadlased siirdasid esimest korda roti sisemuses kasvatatud hiire kõhunäärme päris hiirde. Liikidevaheline orgaanidoonorlus hoidis raske diabeedi all kannatavaid närilisi elus enam kui aasta. Teistes loomades kasvatatud organites võib peituda võti ka inimorganite põua leevendamiseks.

  • foto
    Fukushima elanikud said õnnetuse järel kiiritada arvatust vähem
    25.01

    Fukushima tuumaõnnetuse järel radiatsiooni taset mõõtnud tuhandete kodanikuteadlaste kogutud andmete analüüs viitab, et traditsioonilised lennukitelt tehtud mõõtmised viisid õnnetusejärgsetel kuudel elanike saadud kiirgusdoosi ülehindamiseni.

  • foto
    Vanametallist potid-pannid ohustavad tervist
    24.01

    Alumiiniumnõudest, mis on tehtud ümbertöödeldud vanametallist, võib toitu eralduda tervisele kahjulikke aineid.

  • foto
    Rasedusaegne tüsistus võib hilisemas elus põhjustada südamehaiguse
    24.01

    Rasedatel esinev tüsistus ehk preeklampsia võib edaspidises elus olla südamehaiguse põhjus, mistõttu asutakse USA-s hoolikamalt uurima selle tüsistuse all kannatanud vastseid emasid.

  • foto
    Mobiilne mikroskoop muudab telefoni vähisensoriks
    18.01

    Täpse vähidiagnoosi panemine ja ravimresistentse tuberkuloosi korral antibiootikumravi määramine nõuab tavaliselt tuhandeid eurosid maksvaid analüüsiseadmeid. Sama töö võiks aga ära teha nutitelefoni külge kinnitatav mikroskoop, näitab rootsi teadlaste uuring.

  • foto
    Sebrakala aju uurimine pakub võimaliku rahutute jalgade sündroomi põhjuse
    17.01

    Inimese liigutustegevused ehk motoorika võib olla tahtmatu ja väljenduda näiteks rahutute jalgade sündroomis. Freiburgi ülikooli teadlaste juhtimisel on aga leitud üks võimalik põhjus, mis seda tahtmatut liigutamist esile kutsub.

  • foto
    Allergoloog: pähkleid tuleb anda juba imikutele
    16.01

    Vanemad peaksid ohtliku pähkliallergia vältimiseks andma lastele väikeses koguses jahvatatud pähkleid juba 4 – 6 kuu vanuselt, soovitab Ameerika Ühendriikide riiklik allergia ja nakkushaiguste instituut oma uutes toitumisjuhistes. ERR Novaator uuris Tartu ülikooli lastekliiniku lastearst-allergoloog Kaja Julgelt, mida peaksid kõrva taha panema Eesti lapsevanemad.

  • foto
    Tšillides surma vastu: teravad toidud parandavad tervist
    16.01

    Terava toidu söömine võib pikendada meie eluiga. Äsja ilmunud suures edasivaatavas uuringus leiti seos tšillipipra söömise ja suremuse vähenemise vahel. Teravamaitseliste toitude eelistajate seas oli 13 protsenti väiksem suremus peamiselt südamehaiguste või rabanduse tagajärjel.

  • foto
    Epidemioloogiaprofessor: Zika viirusest lähtuv oht pole kadunud
    15.01

    Aasta pärast Ladina-Ameerikas lahvatanud Zika epideemiat on teadlased kindlamad kui kunagi varem, et viiruse ja inimloodetel nähtavate arenguhäirete vahele saab tõmmata põhjusliku seose. ERR Novaator vestles hiljuti avaldatud tõendeid kokkuvõtva ülevaate valguses Zika uuringute tuleviku teemadel töö juhtivautori, Berni ülikooli epidemioloogiaprofessori Nicola Low'ga.

  • foto
    Mesenteeria ehk kuidas meedia uue organi leidis
    11.01

    Soolekese, mesenteer ja soolekinnisti – veel nädal tagasi ei teadnud ma, mida ükski neist mõistetest tähendab. Õnneks ilmusid nende kõrval meediasse abivalmilt konteksti loomiseks märksa tuttavamad sõnad nagu "organ", "uus", "avastasid" ja "teadlased". Nädal hiljem ja pärast tosina e-kirja vahetamist ei saa ma aga endiselt kindel olla, kas minu sisemuses tuksleb uus elund või mitte.