Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

Chiméry makaků

 |  5. 4. 2012
 |  Vesmír 91, 196, 2012/4

Roku, Hex a Chimero jsou sympatičtí opičáci. Na první pohled není na malých makacích nic zvláštního. Hvězdami sdělovacích prostředků se stali pro své „tuctové rodinné poměry“. Roku a Hex mají hned tucet rodičů. Chimero jich má „jenom“ šest. Jeho jméno však prozrazuje, že je spolu s Rokem a Hexem první uměle vytvořenou chimérou primáta.

Podle antické mytologie zplodil Chiméru stohlavý obr Tyfón s hadí ženou Echidnou. Tělo jejich potomka tvořila skládanka ze lva, hada a kozy. Vývojoví biologové označují jako chiméry živočichy, jejichž organismus je složen z buněk více jedinců. Chiméry mohou vznikat i zcela spontánně, a to dokonce i u člověka. Na počátku jsou v těle matky dvě embrya, z kterých se obvykle narodí dvojvaječná dvojčata. Vzácně však oba zárodky splynou v jeden. Embryo se dále vyvíjí a vznikne z něj na první pohled normální jedinec. Často teprve genetické analýzy odhalí, že se v těle člověka-chiméry skrývají dva sourozenci.

Tento proces dokázali vědci zopakovat v laboratoři už počátkem šedesátých let 20. století (obr. 1). Raná myší embrya „slepili“ do jednoho a to pak přenesli do dělohy náhradní matce. Narodila se myška, která měla tělo náhodně poskládané z buněk a tkání dvou různých jedinců. Pokud vědci zvolili embrya myších kmenů s odlišnou barvou srsti, byl chimerismus patrný i na kůži. Myší chiméra měla na těle nepravidelné skvrny obou barev.

Od počátku osmdesátých let minulého století dokázali vědci vytvářet chiméry z embryí, která se nacházejí ve stadiu zvaném blastocysta. Do něj vstupuje embryo jen pár dní po oplození. Blastocysta je tvořena několika desítkami buněk a má tvar duté koule o průměru zhruba desetiny milimetru. Stěnu koule tvoří jedna vrstva buněk, tzv. trofoblast. Dutina v nitru blastocysty se označuje jako blastocel. Trofoblast se podílí především na tvorbě placenty a plodových obalů. Vlastní jedinec se vytváří z malého hroznu buněk, jenž přisedá na vnitřní stěnu trofoblastu. Tyto buňky se nazývají embryoblast a mají schopnost proměnit se v následujícím vývoji v kterýkoli typ buněk dospělého těla od neuronů, přes chrupavku až po buňky střevní sliznice.

Laboratorní kultivací buněk embryoblastu izolovaných z blastocysty lze získat embryonální kmenové buňky. Z těch už se samostatný jedinec nevyvine. Embryonální kmenové buňky se neomezeně množí a udržují si schopnost proměny na všechny typy buněk dospělého těla. Tuto schopnost prokážou, když jsou vstříknuty do blastocysty (do jejího blastocelu) (obr. 2). Embryonální kmenové buňky se zamíchají v embryu mezi buňky jeho embryoblastu a ze zárodku se narodí chiméra namixovaná z dvojích buněk. Medicína vidí v lidských embryonálních kmenových buňkách univerzální surovinu pro pěstování buněk k léčbě nejrůznějších chorob. Proto je jejich výzkumu věnována velká pozornost.

Chiméru lze vytvořit i tak, že je do nitra blastocysty vnesen embryoblast izolovaný z cizího embrya (obr. 3). Oba embryoblasty se promísí a dají vzniknout chiméře tvořené buňkami dvou různých jedinců.

Vědci vytvořili v laboratořích chiméry mnoha druhů. Uspěli dokonce i při spojování embryí různých živočišných druhů, např. ovce a kozy. Všechny pokusy o vytvoření chimér opic však končily fiaskem. Teprve nedávno uspěl tým vedený Shoukratem Mitalipovem z Oregon Health and Science University v americkém Beavertonu.1)

Mitalipov a jeho kolegové nejprve pohořeli podobně jako jejich předchůdci. Zkoušeli vytvořit chiméry vnášením embryonálních kmenových buněk makaka do nitra blastocysty. Bez úspěchu. Embryoblast opičího embrya embryonální kmenové buňky „odmítal“. Pak se vědci pokusili vnést do nitra blastocysty kompletní embryoblast izolovaný z druhého embrya. Ani to nepomohlo. Embryoblasty se odmítaly spojit a promíchat a ani z těchto embryí se chiméry nerodily. Další výzkum ukázal, že na rozdíl od myších embryí není embryoblast opičí blastocysty tvořen jednolitou masou buněk. Na povrchu směrem do dutiny embrya jej kryje vrstva buněk,2) která už schopnost proměny na všechny typy buněk těla dospělce ztratila. Tento „ochranný obal“ nedovolí míšení buněk a tvorbu chimér. Dá se předpokládat, že obdobná situace nastává i v lidském embryu. Tvorba chimér za použití lidských embryonálních kmenových buněk, které se někteří mravokárci obávali, tedy zřejmě není možná.

Většinu poznatků o raných embryích a embryonálních kmenových buňkách získali vědci výzkumem na laboratorních myších. Mitalipovův výzkum jen připomněl, že řada takto odhalených zákonitostí zhusta neplatí pro jiné živočišné druhy včetně člověka. V této souvislosti se nabízí vzpomínka na významného francouzského vývojového biologa Charlese Thibaulta, který na jednom kongresu glosoval odlišnosti myších embryí od zárodků jiných savců hlasitým výkřikem: „Myš není savec!“

Mitalipovův oregonský tým nakonec chiméry makaků přece jen získal. Využil k tomu starší techniku z počátku šedesátých let. Vědci „lepili“ dohromady embrya tvořená pouhými čtyřmi buňkami. Zárodky se navzájem náležitě promíchaly a vyvinuly se v chiméru. Sameček Chimero vznikl spojením tří zárodků, z nichž každý měl jiné rodiče. Ačkoli vypadá jako úplně obyčejný opičák, může se pyšnit třemi matkami a trojicí otců. Opičáci Hex a Roku vznikli spojením dokonce šesti embryí.3) Vyvinuli se jako samci, i když v jejich organismu byly nalezeny i samičí buňky pocházející ze zárodků samičího pohlaví.

Pokud by se někdo rozhodl vytvořit lidskou chiméru spojením několika embryí, z ryze technického hlediska by mu v tom nic nebránilo. Mohl to provést už dávno. Metoda je stará více než padesát let a s lidskými embryi manipulují lékaři skoro stejně dlouho. Nikdo se o to za celou tu dobu nepokusil, což jen dokládá, že pro vytváření lidských chimér neexistuje jediný rozumný důvod a z etického hlediska je to zcela nepřijatelné. Na tom se v dohledné budoucnosti nic nezmění.

Poznámky

1) Tachibana M. et al., Cell 148, 285–295, 2012.

2) Tzv. primitivní endoderm.

3) Jméno Roku je odvozeno z japonské číslovky šest. Jméno Hex odkazuje na stejnou řeckou číslovku.

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Molekulární biologie
RUBRIKA: Glosy

O autorovi

Jaroslav Petr

Prof. Ing. Jaroslav Petr, DrSc., (*1958) vystudoval Vysokou školu zemědělskou v Praze. Ve Výzkumném ústavu živočišné výroby v Uhříněvsi se zabývá regulací zrání savčích oocytů a přednáší na České zemědělské univerzitě v Praze. Je členem redakční rady Vesmíru.
Petr Jaroslav

Doporučujeme

Tajemná „Boží země“ Punt

Tajemná „Boží země“ Punt uzamčeno

Břetislav Vachala  |  4. 12. 2017
Mnoho vzácného zboží starověkého Egypta pocházelo z tajemného Puntu, kam Egypťané pořádali časté obchodní výpravy. Odkud jejich expedice...
Hmyz jako dokonalý létací stroj

Hmyz jako dokonalý létací stroj

Rudolf Dvořák  |  4. 12. 2017
Hmyz patří k nejdokonalejším a nejstarším letcům naší planety. Jeho letové schopnosti se vyvíjely přes 300 milionů let a předčí dovednosti všech...
Hranice svobody

Hranice svobody uzamčeno

Stefan Segi  |  4. 12. 2017
Podle listiny základních práv a svobod, která je integrovaná i v Ústavě ČR, jsou „svoboda projevu a právo na informace zaručeny“ a „cenzura je...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné