Oameni de știință: Sângele va deveni primul „organ uman” crescut într-un porc

În cultura populară, cultivarea organelor umane în animale este asociată cu transplantul de inimă sau rinichi. Totuși, o amplă analiză științifică, publicată în revista Signal Transduction and Targeted Therapy contrazice această idee. O echipă de cercetători condusă de Lin Cheng, de la Școala de Medicină a Universității Jiao Tong din Shanghai, a ajuns la concluzia că primul produs real al acestei tehnologii promițătoare va fi sângele uman de donator, cultivat în interiorul porcilor. Organele hibride complete pentru transplant rămân încă o perspectivă îndepărtată, în timp ce „sângele în pungi” pentru utilizare clinică ar putea apărea în viitorul apropiat.

Principala metodă din acest domeniu este complementarea blastocistului. Oamenii de știință „dezactivează” genetic, la embrionul unui animal, gena responsabilă de dezvoltarea unui anumit organ, apoi introduc acolo celule stem umane. Aceste celule ocupă nișa rămasă liberă, iar animalul dezvoltă un organ alcătuit din țesuturi ale unei alte specii. La rozătoare, metoda a funcționat excelent: încă în 2010, cercetătorii au reușit să crească un pancreas funcțional de șobolan în interiorul unui șoarece.

Bariera evolutivă și impasurile anatomice

Când atenția oamenilor de știință s-a îndreptat spre porci, mai potriviți ca dimensiune pentru om, cercetătorii s-au confruntat cu o barieră evolutivă severă. Speciile care s-au separat în urmă cu zeci de milioane de ani se dezvoltă în mod diferit. Celulele umane din embrionii de porc mureau în masă, neputând rezista concurenței. Cel mai mare succes de până acum este un rinichi primitiv asemănător celui uman într-un embrion de porc aflat în a 28-a zi de dezvoltare, în care proporția celulelor umane a fost de 65%. Totuși, niciun astfel de organ nu a ajuns până la stadiul de maturitate necesar pentru transplant.

Alte organe se confruntă cu probleme specifice de dezvoltare. Astfel, inimile create prin înlocuirea cardiomiocitelor băteau, dar ulterior cedau din cauza imposibilității de a forma propria rețea vasculară.

Aceasta contrastează puternic cu xenotransplantul direct, în cadrul căruia pacienților le sunt transplantate organe de porc modificate genetic. Astfel de pacienți au supraviețuit de la câteva săptămâni până la câteva luni, iar principalul obstacol a rămas respingerea organelor de către sistemul imunitar.

De ce sângele este mai ușor și mai sigur de cultivat

Sângele nu are majoritatea acestor probleme anatomice. Nu are nevoie de o arhitectură tridimensională complexă, de propria rețea vasculară ramificată și de o sincronizare strictă a dezvoltării cu un embrion străin — are nevoie doar de celulele propriu-zise.

Experimentele pe animale în acest domeniu au avansat mult mai mult. Introducerea celulelor stem umane într-un făt de oaie a permis obținerea, după cinci luni, a limfocitelor T și B în măduva sa osoasă. Iar la porcii cu imunodeficiență indusă artificial, celulele sanguine umane reprezentau până la 80% din țesutul timusului.

Deocamdată este vorba despre integrarea celulelor, nu despre produse finite pentru transfuzie. Într-unul dintre modelele de porci, eritrocitele și celulele mieloide umane nu au putut fi extrase din sângele periferic, iar producția în masă a componentelor sanguine de nivel clinic reprezintă o sarcină tehnologică separată. Cu toate acestea, cererea pentru acestea este enormă.

Principala barieră în dezvoltarea tehnologiei rămân riscurile etice. 

Dacă celulele stem umane sunt introduse într-un embrion animal, oamenii de știință nu pot controla pe deplin încotro se vor îndrepta acestea. Există pericolul ca ele să înceapă să formeze creierul sau sistemul reproducător al animalului. Pentru a evita apariția unor animale cu creier parțial uman, cercetătorii trec la metoda „nișelor organogenice”, introducând celule cu potențial limitat de dezvoltare în stadii mai târzii ale dezvoltării fătului. Cu alte cuvinte, această celulă este deja „programată” genetic să devină doar celulă renală sau doar celulă sanguină. Ea nu se poate transforma fizic într-o celulă cerebrală sau într-o celulă sexuală.

Până în prezent, niciun om nu a primit celule sau țesuturi cultivate prin metoda complementării blastocistului. Tehnologia rămâne în stadiul preclinic, însă direcția de dezvoltare, după cum susțin autorii, este următoarea: oamenii de știință sunt mult mai aproape de obținerea unei pungi de sânge de donator decât de crearea unui rinichi viabil.