The First Human-Monkey Hybrid Embryo Was Just Created in China (English, Hebrew) 13.08.2019

Wednesday, November 27, 2019

The First Human-Monkey Hybrid Embryo Was Just Created in China (English, Hebrew) 13.08.2019

Last week, news broke that a prominent stem cell researcher is making human-monkey chimeras in a secretive lab in China.

The story, first reported by the Spanish newspaper El País, has all the ingredients of a bombshell. First, its protagonist is the highly-respected Dr. Juan Carlos Izpisúa Belmonte, a Spanish-born stem cell biologist at the Salk Institute in California known for his breakthroughs in anti-aging research. His other fascination? Human-animal chimeras, in which animal embryos are injected with human cells and further developed inside a surrogate animal’s body.

Ниже есть продолжение.

Second, according to El País, Izpisúa Belmonte may have collaborated with monkey researchers in China to circumvent legal issues in the US and Spain, where research with primates is heavily regulated.

The news did not sit well with Chinese scientists, who are still recovering from the CRISPR baby scandal. “It makes you wonder, if their reason for choosing to do this in a Chinese laboratory is because of our high-tech experimental setups, or because of loopholes in our laws?” lamented one anonymous commentator on China’s popular social media app, WeChat...

Izpisúa Belmonte’s pursuit of a chimera first came to fruition in 2017.

His initial focus was to create a human hybrid with pigs, which have organs remarkably similar in size to our own. Because pigs breed much faster and already grace our plates as food, the idea of harvesting human organs from these surrogates—though still uncomfortable—seems far less radical.

Working with Dr. Pablo Ross at UC Davis, Izpisúa Belmonte built on previous work that grew functional mice pancreas in rats. First, the team used CRISPR on mouse embryo precursors to snip away genes that direct cells to grow into a pancreas, heart, or eyes. They then repopulated this “gap” with rat stem cells, which—under the guidance of their own genes—flourished into corresponding organs that kept the hybrid animals alive past adulthood. The team then introduced human stem cells into pig embryos, which were transplanted into surrogate mother pigs to develop for up to a month. Although the human-pig embryos survived, the transplant rate was extremely low: about 1 in 100,000 cells turned out to be human. The evolutionary chasm between pigs and humans may be too far to efficiently cross.

You can almost hear the team’s reasoning for moving on to monkeys, which are genetically much closer to us and in theory might be able to better tolerate human cells. Speaking to El País, Izpisúa Belmonte’s collaborator Dr. Estrella Núñez at the Murcia Catholic University (UCAM) in Spain confirmed that they used a similar approach to insert human stem cells into monkey embryos deprived of genes that guide organ formation.

According to Núñez, the results are “very promising,” but she declined to speak more until the study finds a home in a prominent scientific journal. To circumvent immediate backlash, the team drew the line at 14 days of gestation, which is before human embryos can develop a central nervous system. The chimera embryos are basically balls of cells, and Núñez does not plan on bringing these hybrids to full term.

The problem? It begs the question of whether the idea worked. And even if it did, argued Ross, growing human organs in monkeys doesn’t make sense because they take so long to develop. Monkeys also have much smaller organs that are incompatible with adult humans.

Other scientists have a different take. To Dr. Alejandro De Los Angeles at Yale University, the results have merit even without generating full-grown human organs. “It could teach us which types of stem cells we should be using, or other ways of enhancing what’s called ‘human chimerism levels’ inside pigs,” he explained.

Núñez took a similar stand. “The ultimate goal would be to create a human organ that could be transplanted, but the path itself is almost more interesting for today’s scientists,” she said, adding that the team is engineering “kill switches” in case developing human cells end up in the monkey’s brain.

Translation? It’s very likely that they’re exploring the potential of developing these human-monkey embryos further towards maturity.

His initial focus was to create a human hybrid with pigs, which have organs remarkably similar in size to our own. Because pigs breed much faster and already grace our plates as food, the idea of harvesting human organs from these surrogates—though still uncomfortable—seems far less radical.

Working with Dr. Pablo Ross at UC Davis, Izpisúa Belmonte built on previous work that grew functional mice pancreas in rats. First, the team used CRISPR on mouse embryo precursors to snip away genes that direct cells to grow into a pancreas, heart, or eyes. They then repopulated this “gap” with rat stem cells, which—under the guidance of their own genes—flourished into corresponding organs that kept the hybrid animals alive past adulthood. The team then introduced human stem cells into pig embryos, which were transplanted into surrogate mother pigs to develop for up to a month. Although the human-pig embryos survived, the transplant rate was extremely low: about 1 in 100,000 cells turned out to be human. The evolutionary chasm between pigs and humans may be too far to efficiently cross.

You can almost hear the team’s reasoning for moving on to monkeys, which are genetically much closer to us and in theory might be able to better tolerate human cells. Speaking to El País, Izpisúa Belmonte’s collaborator Dr. Estrella Núñez at the Murcia Catholic University (UCAM) in Spain confirmed that they used a similar approach to insert human stem cells into monkey embryos deprived of genes that guide organ formation.

According to Núñez, the results are “very promising,” but she declined to speak more until the study finds a home in a prominent scientific journal. To circumvent immediate backlash, the team drew the line at 14 days of gestation, which is before human embryos can develop a central nervous system. The chimera embryos are basically balls of cells, and Núñez does not plan on bringing these hybrids to full term.

The problem? It begs the question of whether the idea worked. And even if it did, argued Ross, growing human organs in monkeys doesn’t make sense because they take so long to develop. Monkeys also have much smaller organs that are incompatible with adult humans.

Other scientists have a different take. To Dr. Alejandro De Los Angeles at Yale University, the results have merit even without generating full-grown human organs. “It could teach us which types of stem cells we should be using, or other ways of enhancing what’s called ‘human chimerism levels’ inside pigs,” he explained.

Núñez took a similar stand. “The ultimate goal would be to create a human organ that could be transplanted, but the path itself is almost more interesting for today’s scientists,” she said, adding that the team is engineering “kill switches” in case developing human cells end up in the monkey’s brain.

Translation? It’s very likely that they’re exploring the potential of developing these human-monkey embryos further towards maturity.

Izpisúa Belmonte is hardly the only one pushing the red line: this month, Japan became the first country to approve bringing human-animal hybrids to term. Dr. Hiromitsu Nakauchi, a pioneer in rodent chimeras at the University of Tokyo, is among those eager to grow human stem cells inside rodent embryos and bring them to term, though he told Nature that he plans to start slow to ease public concerns...

בשנה שעברה הודיע המדען הסיני, He Jiankui, כי יצר את התינוקות האנושיים הראשונים בעולם שעברו עריכת גנים כדי לתקן פגמים גנטיים. הודעה זו זעזעה את העולם בתקופה שבה פרקטיקה כזו אינה חוקית ברוב המדינות המדעיות המובילות. לאחרונה, חשף החוקר האמריקני, חואן קרלוס איזפיזואה בלמונטה, כי ייצר את העובר ההיברידי הראשון של הכלאה בין אדם לקוף בסין כדי להימנע מנושאים משפטיים במדינתו.

אם מדען רוצה לערוך מחקר ביולוגי פורץ דרך אך שנוי במחלוקת, כדאי שיעבור לסין. בשנה שעברה הודיע המדען הסיני, He Jiankui, כי יצר את התינוקות האנושיים הראשונים בעולם שעברו עריכת גנים כדי לתקן פגמים גנטיים. הודעה זו זעזעה את העולם בתקופה שבה פרקטיקה כזו אינה חוקית ברוב המדינות המדעיות המובילות. לאחרונה, חשף החוקר האמריקני, חואן קרלוס איזפיזואה בלמונטה, כי ייצר את העובר ההיברידי הראשון של הכלאה בין אדם לקוף בסין כדי להימנע מנושאים משפטיים במדינתו.

עם זאת, אם סין הופכת במהירות לבירת המדע השנוי במחלוקת, היא לא לבדה. תינוקות נוספים המיוצרים בטכנולוגיית עריכת הגנים "CRISPR" מתוכננים כעת על ידי מדען ברוסיה, שם גם מקווה חוקר אחר לבצע את השתלת הראש האנושית הראשונה בעולם. גם יפן הסירה לאחרונה את האיסור שלה על כלאיים של בעלי חיים ובני אדם.

העולם מתקדם במהירות למערכת דו-שכבתית של מחקר רפואי חדשני, המחולק באופן נרחב בין מדינות עם מינימום רגולציה לבין אלה שמסרבים לאפשר דבר מלבד השלבים המוקדמים ביותר של תהליך זה. ההשלכות של פיצול זה עשויות להיות משמעותיות, ואף עלולות להשפיע על הגישה של האזרחים לבריאות.

לידותיהם של תינוקות ה- CRISPR בסין הביאו למהומה בקרב הקהילה המדעית, שביקרה את הו ג'ינקוי וקראה להפסקת כל מחקר של CRISPR בעוברים אנושיים. בכשלושים מדינות, עריכת גנים של עוברים אנושיים כבר נאסרת על הסף או לפחות נמצאת בפיקוח הדוק. לדוגמה, בבריטניה רק לקומץ קבוצות מחקר ניתן רישיון לערוך ניסויים בתחום, ובוודאי שלא במטרה להביא עובר לעולם.

אבל ברוב המדינות הדברים פחות ברורים. הממסד הסיני מיהר לגנות את עבודתו של הי ולהכריז עליה כלא חוקית וכמה פרשנים טענו כי למרות מה שנראה מבחוץ, המדע הסיני רחוק מלהיות לא מוסדר. עם זאת, עובדה היא שהוא הצליח לנהל את העבודה ללא הפרעה, עם ראיות המצביעות על כך שהוא אפילו קיבל מימון ממלכתי.

כאשר טכנולוגיה כמו CRISPR מתקדמת במהירות, מדינות רבות לא הספיקו לפתח מומחיות ולגבש עמדה כוללת. כתוצאה מכך, נראה כי לא נוכל להימנע ממערכת דו-שכבתית למחקר מסוג זה. מדינות עם רגולציה מפותחת לביוטכנולוגיה יוכלו להסתגל במהירות ובקלות יותר להתקדמות האחרונה ולהציב מגבלות. מדינות אחרות לא יעשו דבר ויאפשרו למעשה למדענים להמשיך את מחקריהם מבלי שיצטרכו לשקול את ההשלכות האתיות או החברתיות של עבודתם. זאת בהנחה שכל הממשלות רוצות להגביל סוג זה של מחקר, אך גם ייתכן שלא.

ראינו מה קורה כשיש ניתוק בינלאומי מסוג זה בתחומים ביוטכנולוגיים אחרים. "תיירות מרפא" הפכה למגזר פורח בענף הבריאות. אנשים נוסעים מכל רחבי העולם למרפאות פרטיות המספקות – או מתיימרות לספק טיפולי תאי גזע שאינם זמינים במדינות מולדתם. היו מקרים של אנשים שנסעו מארה"ב למקסיקו במטרה לעקוף חוקים פדרליים ולקבל גישה לטיפול מיטוכונדריאלי חליפי.

כך שבטוח להניח כי בעלי האמצעים לעשות זאת עשויים לנסות לגשת לעריכת גנים בחו"ל כאשר הדבר אינו זמין במדינותיהם, אולי כדי להימנע מפגם תורשתי ידוע שהם נושאים. וכאשר ערכות בדיקות DNA ביתיות הופכות לנפוצות (אם כי אינן בהכרח מדויקות), ככל הנראה מספר האנשים שרוצים לערוך את הגנום שלהם לפני שילדו ילדים יגדל...