Wetenschappers hebben een chimere aap gemaakt met twee sets DNA

Meld u aan voor de wetenschapsnieuwsbrief Wonder Theory van CNN. Verken het universum met nieuws over fascinerende ontdekkingen, wetenschappelijke vooruitgang en meer.

CNN
—

Wetenschappers in China hebben een hersenschim-aap gemaakt met twee sets DNA. Experimenteel werk zou volgens hen uiteindelijk ten goede kunnen komen aan medisch onderzoek en het behoud van bedreigde diersoorten.

De aap, die tien dagen leefde voordat hij werd geëuthanaseerd, werd gemaakt door stamcellen van een Cynomolgus-aap – ook bekend als krabetende aap of langstaartmakaak, een primaat die wordt gebruikt in biomedisch onderzoek – te combineren met een genetisch verschillend embryo van de aap. Dezelfde soorten apen. De onderzoekers zeiden dat dit ’s werelds eerste levendgeborene is van een chimeer van primaten, gemaakt met behulp van stamcellen.

Een proof-of-concept-studie beschrijft het onderzoek, dat donderdag in het tijdschrift werd gepubliceerd Wetenschappelijk tijdschrift CellOpmerkelijk genoeg, zei hij, was de aap “grotendeels chimeer”, met een wisselend maar relatief hoog percentage cellen gegroeid uit stamcellen in zijn hele lichaam.

Miguel Esteban, co-auteur van de studie en hoofdonderzoeker aan het Guangzhou Institute of Medicine, zei: “Het is bemoedigend dat de apenchimpansee die levend geboren werd een significante bijdrage (van stamcellen) aan de hersenen had, wat suggereert dat deze aanpak zou inderdaad van waarde moeten zijn bij het modelleren van neurodegeneratieve ziekten. Biomedicine and Health, Chinese Academie van Wetenschappen en onderzoeker bij BGI-Research Hangzhou, een non-profitorganisatie van het Chinese geneticabedrijf BGI.

“Chimaera’s hebben ook een enorme potentiële waarde voor het behoud van soorten als ze kunnen worden bereikt tussen twee niet-menselijke soorten “De belangrijkste soort, waarvan er één met uitsterven wordt bedreigd”, voegde hij eraan toe. “Als er een bijdrage is van donorcellen van bedreigde diersoorten aan de kiemlijn, kun je je voorstellen dat door het fokken dieren van deze soorten geproduceerd zouden kunnen worden.”

De term chimera is afkomstig van de monsterlijke hybride wezens die de Griekse mythologie bevolken, maar chimere muizen werden voor het eerst gecreëerd in de jaren zestig en worden vaak gebruikt in biomedisch onderzoek.

Met chimere muizen kunnen wetenschappers volgen hoe normale cellen interageren met genetisch gemodificeerde of gemodificeerde cellen, wat nuttig is voor het begrijpen van biologische processen en ziekten. Maar de wetenschappers zeiden dat er beperkingen zijn aan onderzoek op muizen, wat voortdurende inspanningen met apen de moeite waard maakt.

“Muizen reproduceren niet veel aspecten van ziekten bij de mens omdat hun fysiologie heel anders is dan die van ons. Daarentegen staan ​​mensen en apen dicht bij elkaar in de evolutie, dus ziekten bij de mens kunnen nauwkeuriger worden gemodelleerd”, zegt senior auteur Chen Liu van de Chinese Academie. van Wetenschappen, bij apen.

Het meest controversieel zijn menselijke en dierlijke hersenschimmen, die enkele menselijke cellen bevatten, en enkele cellen van andere soorten. Wetenschappers hebben Het creëren van muizenembryo’s die deels menselijk zijnEn in 2021 meldden wetenschappers dat dit het geval was Volwassen menselijke chimere embryo’s zijn apen.

Wetenschappers hopen dat halfmenselijke hersenschimmen op een dag zullen helpen voldoen aan de vraag naar orgaantransplantaties. In september meldden onderzoekers dat ze precies dat hadden gedaan Volwassen nieren die voornamelijk menselijke cellen bevatten Binnen varkensembryo’s.

Liu zei op een persconferentie dat het proberen een mens-aap-chimaera te produceren die verder gaat dan de vroege embryonale ontwikkelingsstadia een ethische rode lijn zou overschrijden.

Het team kweekte negen stamcellijnen met behulp van cellen afkomstig van zeven dagen oude apenembryo’s. De onderzoekers maakten de cellen pluripotent, waardoor ze zich konden organiseren in alle verschillende celtypen die nodig zijn om een ​​levend dier te vormen.

Vervolgens selecteerden ze een subset van cellen om te injecteren in genetisch verschillende 4 tot 5 dagen oude embryo’s van dezelfde apensoort. De cellen werden ook geïnjecteerd met groen fluorescerend eiwit, zodat de onderzoekers konden identificeren welke weefsels uit de stamcellen groeiden.

De embryo’s werden geïmplanteerd bij vrouwelijke apen, wat resulteerde in twaalf zwangerschappen en zes levendgeborenen. Volgens de studie waren een van de apen die werd geboren en de foetus die werd geaborteerd ‘grotendeels chimeer’ en bevatten ze cellen die door hun hele lichaam uit stamcellen waren gegroeid.

“Dit is een belangrijke studie, maar ik beschouw het niet als een doorbraak omdat de gegenereerde chimere organismen niet levensvatbaar zijn”, zegt Jun Wu, universitair hoofddocent moleculaire biologie aan het Southwestern Medical Center van de Universiteit van Texas.

Hij voegde eraan toe dat het team ook niet kon bewijzen dat de stamcellen die werden gebruikt om de hersenschimmen te genereren erfelijk waren via nakomelingen, wat nodig kan zijn om modellen voor apenziekte te genereren voor medisch onderzoek. Wu heeft nog niet deelgenomen aan het onderzoek Hij heeft gewerkt aan hersenschimmen van mens en dier.

Het percentage stamcellen in het weefsel van de aap varieerde van 21% tot 92%, wat neerkomt op een gemiddelde van 67% over de 26 verschillende geteste weefseltypen, aldus het onderzoek. Het percentage was significant hoog in hersenweefsel.

“Het is een heel goed en belangrijk artikel”, zegt Jacob Hanna, hoogleraar stamcelbiologie en embryologie aan het Weizmann Institute of Science in Israël, die niet bij het onderzoek betrokken was.

“Deze studie kan bijdragen aan het makkelijker en beter maken van gemuteerde apen, net zoals biologen dat al jaren met muizen doen,” voegde Hanna eraan toe. “Natuurlijk is het werken met (niet-menselijke primaten) veel langzamer en moeilijker, maar het is wel belangrijk.”

Het gebruik van apen in wetenschappelijk onderzoek is een controversieel onderwerp vanwege ethische zorgen over dierenwelzijn. Het team zei dat het de Chinese wetten en internationale richtlijnen volgde die het gebruik van niet-menselijke primaten in wetenschappelijk onderzoek regelen.

Penny Hawkins, hoofd dierwetenschappen bij de Royal Society for the Prevention of Cruelty to Animals, zei dat ze “diep bezorgd was over het inherente dierenleed en de verspilling die gepaard gaat met de toepassing van deze technieken op bewuste dieren.”

Ze merkte op dat bij 40 vrouwelijke makaken embryo’s waren geïmplanteerd, waarvan er slechts 12 tot zwangerschap leidden. Zes daarvan resulteerden in levendgeborenen, maar slechts één had de gewenste genetische samenstelling. Een dierenarts euthanaseerde haar 10 dagen later vanwege ademhalingsproblemen en onderkoeling.

In de Verenigde Staten was onderzoek op niet-menselijke primaten verantwoordelijk voor 0,5% van alle dieren die in wetenschappelijk onderzoek werden gebruikt. een verslag Door een commissie van de National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine, uitgegeven in mei.

De commissie oordeelde dat onderzoek bij apen, vanwege hun gelijkenis met mensen, cruciaal was voor levensreddende medische vooruitgang, waaronder de ontwikkeling van vaccins tegen Covid-19. Het rapport concludeerde ook dat het tekort aan niet-menselijke primaten een negatieve invloed heeft gehad op onderzoek dat essentieel is voor zowel de volksgezondheid als de nationale veiligheid.