Сочинение на тему Может ли химера человека и животных помочь в медицинских исследованиях?

Глава 1

Наука, стоящая за биотехнологией

Химеры полагаются на стволовые клетки и их способность дифференцироваться в необходимые клетки, необходимые организму. Именно эта особенность стволовых клеток позволяет ученым культивировать образцы тканей и в конечном итоге производить перевиваемые органы. Прокур стволовых клеток является предметом спорного аргумента в методологии некоторых вариаций вызывает ряд моральные и этические проблемы.

Эмбриональные стволовые клетки человека (ЭСК)

Как следует из названия, эта форма стволовых клеток происходит от эмбрионов человека. Вопреки распространенному мнению, эти клетки не получены из яиц, оплодотворенных в теле женщины; эмбрионы обычно передаются в исследовательских целях клиниками оплодотворения In vitro с согласия доноров. Затем эмбрионы суспендируют в культуральной среде, отражая условия, аналогичные условиям матки матери, позволяя эмбриону делиться на массу клеток, известных как бластоциста. Клетки в бластоцисте обычно называют тотипотентными стволовыми клетками. Именно здесь возникает первая этическая проблема. Говорят, что началом жизни является зачатие или оплодотворение, поэтому этот метод получения стволовых клеток можно рассматривать как отнятие жизни без его согласия. (Министерство здравоохранения и социальных служб США, 2016 г.)

Другое ограничение ЭСК включает канцерогенный риск, когда культуральная среда изменяется, чтобы вызвать дифференцировку стволовых клеток с образованием специализированных клеток, таких как: клетки сердца, клетки легких, клетки печени и нервные клетки. Если к стволовым клеткам добавляется неправильная смесь белков или гормонов, существует потенциальный риск мутации ДНК, приводящей к образованию раковых или дефектных клеток. И наоборот, ЭСК являются более приемлемыми в научном сообществе, так как его производство может быть сделано при меньших затратах с гораздо более эффективной дифференциацией, а полученные клетки находятся в пределах подходящего спектра HLA. [1] (Паппас, 2008)

Партенотные стволовые клетки

Тем не менее, можно обойти этические и моральные проблемы, которые представляют ЭСК, так как эти проблемы возникают только в том случае, если клетка находится в состоянии после оплодотворения. Следовательно, если стволовые клетки извлекаются из неоплодотворенной яйцеклетки, то, вероятно, жизнь, которая начинается при зачатии или оплодотворении, еще не началась, что делает использование стволовых клеток менее спорным. Тем не менее, этические последствия не были полностью обойдены, поскольку все еще можно утверждать, что стволовые клетки из неоплодотворенных яиц все еще имеют потенциал, чтобы сделать живого человека. Партеногенез [2] позволяет активировать яйцеклетку без необходимости в сперме. Партеногенетические эмбрионы будут развиваться до стадии бластоцисты и, таким образом, могут служить источником эмбриональных стволовых клеток. Было показано, что партеногенетические эмбриональные стволовые клетки (pESCs) обладают свойствами самообновления и способностью генерировать производные клеток из трех зародышевых слоев, что подтверждается вкладом в химерных животных (Департамент наук о животных, Университет штата Мичиган, Восточный Лансинг, Мичиган, США, 2006)

Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки

Процесс, лежащий в основе ИПСК, стал крупным медицинским прорывом, поскольку он позволил перепрограммировать соматические (телесные) клетки в регенеративные клетки. Формирование ИПСК требует от донора биопсии после бритья или пунша, эта процедура может быть выполнена под местной анестезией и является минимально инвазивной, поэтому прокурация клеток взрослого человека не представляет никаких моральных или этических затруднений. Индукция плюрипотентности во взрослых соматических клетках через белки приведет к генетическим совпадениям и совпадениям иммунной гистосовместимости, таким образом, уменьшая вероятность отторжения (если используется для трансплантации), это также уменьшает необходимость для пациента принимать иммунодепрессант, что может привести к нарушению иммунная реакция. Но эта форма стволовых клеток имеет свои недостатки, так как это новая концепция, стоимость производства высока. Поэтому этот процесс в его нынешнем состоянии развития является экономически жизнеспособным для большой численности населения. Кроме того, механизмы, лежащие в основе работы факторов репрограммирования, неизвестны, это представляет шансы мутагенеза [3], риска активации онкогена [4] и доставки ретровирусных генов [5] (Pappas, 2008)

Глава 2

Потенциальное использование химер животных и человека в терапии

Прививки

По состоянию на 2015 год, согласно ВОЗ и ЮНЭЙДС, 36,7 миллиона человек живут с ВИЧ. (WHO, 2016). Область вакцин против таких болезней, как гепатит В и ВИЧ (вирус иммунодефицита человека), привела к значительным потерям в развивающихся странах и столкнулась с серьезными неудачами. В надежде на улучшение сложившейся ситуации. Химеры человека и животных, разработанные с «гуманизированной» иммунной системой, могут быть полезны для изучения инфекционных заболеваний, включая многие забытые заболевания. Они также послужат важным инструментом для эффективного тестирования новых кандидатов на вакцины для оптимизации перспективных кандидатов для дальнейших испытаний на людях. (Bhan et al., 2010).

Человеческие гематопоэтические стволовые клетки, или, с точки зрения непрофессионала, клетки костного мозга, обладают уникальной способностью приживления, значительного расширения и переполнения иммунодефицитных мышей практически всеми различными типами иммунных клеток человека; как показано на рисунке выше. Модели гуманизированных мышей получают путем трансплантации стволовых клеток CD34 + и / или имплантации человеческой ткани иммунодефицитным мышам. В зависимости от того, используются ли ткани или клетки CD34 + и штамм мыши, это приводит к мышам, у которых есть часть или полная иммунная система человека. (Garcia, 2016) Эта ксенотрансплантированная [6] мышь затем используется в качестве модели заболевания [7]. Это позволяет ученым лучше понять механизмы, лежащие в основе заболевания, что приводит к более эффективному плану лечения для тех, кто страдает от этого. Гепатит-В.

Другая используемая модель болезни – приматы, они считаются наиболее точными, поскольку у нас общий предок. Кроме того, приматы имеют самые близкие к человеку метаболические условия. Когда в эту модель вводили ВИЧ-1 (через IV), ВИЧ-2 (через влагалище) и SIV (через прямую кишку), результаты оказались полезными, поскольку они предоставили полезную информацию для вакцин и терапевтических исследований. Тем не менее, стоимость производства этой модели очень высока и вызывает много моральных и этических проблем; кроме того, несмотря на некоторые генетические сходства, приматы имеют разные клеточные и молекулярные маркеры, и время и течение инфекции могут различаться.

Химеры также помогают в лечении японского энцефалита. Это заболевание представляет собой тип вирусной инфекции головного мозга, которая распространяется через укусы комаров, обычно встречающиеся в Юго-Восточной Азии. Хотя лекарство от японского энцефалита не излечимо, его можно предотвратить с помощью вакцинации, которая обычно доступна только в частном порядке (NHS, 2016).

Недавно разработанная вакцина, представляющая собой химеру животного и человека, которая является инактивированной JE-вакциной, полученной из мозга мыши (MBV). Для оценки его эффективности были проведены тематические контролируемые исследования. Рандомизированное двойное слепое исследование, проведенное в северном Таиланде с использованием JE MBV, произведенного в Таиланде, дало общую эффективность 91%. Другое исследование в Тайване показало эффективность приблизительно 85% при введении двух или более доз. Эффективность вакцины против ЯЭ в Северном Вьетнаме составила 92,9%. (Marks, et al., 2012).

Контроль прогрессирования заболевания

Еще одним терапевтическим применением химер животного-человека является разработка лекарств для лечения известных заболеваний. Препарат, называемый ритуксимаб, представляет собой химерное антитело, что означает, что он содержит части антител человека и мыши, смешанные вместе. Препарат был лицензирован в 1997 году для лечения НХЛ (неходжкинской лимфомы) – формы рака, которая заставляет В-клетки мутировать и ненормально делиться. Препарат направлен на рецептор CD20 на В-клетках, так как этот рецептор расположен на поверхности клетки и не мутирует, не перемещается внутри клетки и не падает в жизненном цикле В-клетки. Лекарственное средство содержит вариабельный домен антитела мыши, часть, которая специфически связывает CD20, наряду с константным доменом антитела человека, часть, которая рекрутирует другие компоненты иммунной системы в клетки-мишени-B и, следовательно, после вводится, и большое количество опухолевых клеток немедленно разрушается и выводится из организма.