• Napjaink legnagyobb organoidjai mintegy 4 milliméter átmérőjűek, és körülbelül 2-3 millió sejtet tartalmaznak
  • Több mint 150 embrió alakult át kimérává; ezekben az embriókban a szív és a máj prekurzoraiban 10 000 sejt közül körülbelül 1 volt emberi
  • Vajon a „biológiailag nem humán” szervezeteket megilleti-e bizonyos kvázi-emberi vagy emberi erkölcsi státusz?
  • A kutatás hosszú távú sikere és társadalmi elfogadottsága érdekében etikai kereteket kell kialakítani
Ténygyár-tartalom
10 percnyi olvasnivaló

Minél közelebb kerülnek az emberi agyról készült modellek a funkciók reprodukálásához, annál több újabb, nehezen megválaszolható kérdés fogalmazódik meg – magyarázza Nita A. Farahany, Henry T. Greely és 15 fős kutatói csapata.

Ha a kutatók olyan agyszövetet képesek létrehozni laboratóriumi körülmények között, amely – úgy tűnik – tudatos élményekkel vagy elképesztő szubjektív állapotokkal rendelkezik, vajon ez a szövet megérdemli-e az emberi vagy állati kutatási témákban rutinszerűen nyújtott védelmet?

Szokatlannak tűnhet a kérdés. Természetesen a mai kísérleti modellek még messze nem rendelkeznek ilyen képességekkel. De az emberi agy jobb megértése érdekében folyik a különböző modellek fejlesztése, beleértve az őssejtekből tenyésztett agyszövet miniatürizált, egyszerűsített verzióját is.

Ezek a modellek sokkal pontosabban képesek ábrázolni a normális és abnormális emberi agyműködést és -fejlődést, mint az állati modellek. Valójában az agy helyettesítési lehetőségének ígérete olyan dolog, ami mellett elmenni önmagában etikátlannak tűnik, tekintettel az idegrendszeri és pszichiátriai rendellenességekre visszavezethető emberi szenvedésre, valamint arra, hogy az állatmodellekben kifejlesztett legtöbb terápia nem működik az emberekben. De minél közelebb jut a helyettesítő eszköz egy működő emberi agyhoz, etikai szempontból annál problematikusabb lesz.

Az agy helyettesítésének kutatását illetően a kutatóknak, a finanszírozóknak, a szakmai testületeknek és a nyilvánosságnak első lépésként egy sor kérdést kell megvitatniuk és megválaszolniuk.

Biztonságos helyettesítés

Az agyhelyettesítő módszereknek három olyan csoportja van, amelyek révén a kutatók anélkül vizsgálhatják meg az élő emberi agy működését, hogy potenciálisan kockázatos – ha etikailag nem lehetetlen – eljárásnak tennének ki embereket.

Organoidok (szervszerű megfelelők). Az agy organoidjait sokkal egyszerűbb előállítani, mint a szem-, bél-, máj-, vese- és más emberi szövetek 3D-s multicelluláris szerkezetű megfelelőjét. A jelátviteli tényezők hozzáadásával a pluripotens őssejtek aggregátumai (amelyek bármilyen sejttípussá képesek átalakulni) olyan struktúrákká szerveződhetnek, amelyek hasonlítanak az emberi agy bizonyos területeire.

A kutatók már alkalmaztak agyi organoidokat az autizmushoz hasonló rendellenességben szenvedő betegek neurológiai változásainak vagy a skizofréniának a vizsgálatára, és tanulmányozzák a szokatlanul kis agyméretet (microcephalia) a Zika vírussal fertőzött egyes gyermekeknél.

Az agy organoidjainak megvannak a maguk korlátai. Hiányoznak bizonyos sejttípusok, például a mikroglia és az ereket alkotó sejtek. Napjaink legnagyobb organoidjai mintegy 4 milliméter átmérőjűek, és körülbelül 2-3 millió sejtet tartalmaznak. Egy felnőtt ember agyának térfogata körülbelül 1350 köbcentiméteres, és 86 milliárd neuronból, valamint körülbelül ugyanannyi nem-neuronális sejtből áll. Az agyi organoidok eddig csak primitív formában kapták meg az érzékszervi inputot, és a többi agyi régióból származó kapcsolatok korlátozottak.

Ex vivo agyszövet. Egy másik módszer az agyszövetek szeletével dolgozik; ezeket egy bizonyos sebészeti beavatkozás során – például görcsök kezelésére – távolították el az egyéntől.

Ha a neocortex vagy a hippocampus régiókból származó szöveteket patológiai célból eltávolítják, például epilepszia vagy rák kezelésére, akkor az eltávolított darab jellemzően kockacukor nagyságú (körülbelül 1-4 köbcentiméter). Ezt a darabot általában szeletekre vágják, így a funkcionális tulajdonságait hetekig meg lehet őrizni.

Jelenleg az ex vivo agyszövetnek nincs érzékszervi inputja. A kimenő összeköttetések megszakításával az elszigetelt szövetek nem tudnak kommunikálni az agy más területeivel vagy motoros kimeneteket generálni. Így a tudat vagy más magasabb rendű érzékelő tulajdonságok mesterséges kialakítása rendkívül távolinak tűnik.

Kimérák. A kísérleti modellek harmadik csoportjában a pluripotens őssejtekből származó in vitro humán sejteket ültetik be állatok, például rágcsálók agyába. Ezt az állat magzati fejlődése közben vagy megszületése után lehet elvégezni. Az ilyen kimérák megalkotásának célja, hogy az emberi sejtek érésének fiziológiailag még természetesebb környezetet biztosítsanak.

A szakemberek például a humán gliasejteket (az idegsejteket körülvevő, azokat alátámasztó sejteket) ültettek át egerekbe, és megállapították, hogy az állatok bizonyos tanulási feladatokban jobban teljesítenek. A kutatók emberi őssejteket is beoltottak korai stádiumú sertésembriókba, majd ezeket az embriókat beültették olyan kocákba, ahol az első trimeszterben fejlődhettek. Több mint 150 embrió alakult át kimérává; ezekben az embriókban a szív és a máj prekurzoraiban 10 000 sejt közül körülbelül 1 volt emberi.

A kimérák elvileg segíthetnek a kutatóknak abban, hogy jobban megértsék az emberi betegségeket és a kábítószer-kezelések hatásait. A laboratóriumok például a Parkinson-kór felismerésére fejlesztettek ki ember–egér kimérákat.

Fontolóra kell venni

Jelenleg, ha az emberi szövetek kutatása egy élő emberen kívül történik, csak a szövetek megszerzésének, tárolásának, megosztásának és azonosításának folyamata tartozik a szabályozások és iránymutatások hatálya alá, ezek korlátozzák, hogy milyen beavatkozások végezhetők az embereken. Ahogy az emberi agyat helyettesítő eszközök mind nagyobbak és mind kifinomultabbak lesznek, egyre közelebb kerül az a lehetőség, hogy az emberéhez hasonló képességekkel legyenek felvértezve. Képesek lehetnek bizonyos mértékig megtapasztalni az örömöt, a fájdalmat vagy a szorongást; tárolni és felidézni az emlékeket; szert tehetnek bizonyos fokú önismeretre.

Folytathatók-e olyan kutatások, amelyek során egy élő személyből vagy egy holttestből távolítják el az agyszövetet, hozzájutva a személyes emlékekből származó információkhoz? Vajon a „biológiailag nem humán” szervezeteket megilleti-e bizonyos kvázi-emberi vagy emberi erkölcsi státusz?

Ilyen és hasonló kérdéseket kell fontolóra venniük, illetve megválaszolniuk a civil társadalom képviselőinek, a kutatóknak, az etikával foglalkozó szakembereknek és a kutatásokat finanszírozóknak, valamint azokat értékelőknek.

Mutatók. Lehetséges-e az agyi helyettesítő eszközök érző képességeinek mérése? Mit kell mérniük a kutatóknak? Ha ki lehet fejleszteni megfelelő mérőszámokat, hogyan dönthető el, hogy erkölcsileg mely képességek relevánsak?

Az ember–állat megkülönböztetés elmosódása. A kutatók előállítottak már olyan egeret, amelybe patkány-hasnyálmirigy került: pluripotens patkány-őssejtek injektáltak egérembriókba. Ugyanez a megközelítés egy nap lehetővé teheti, hogy az emberi szervek más állatokban növekedjenek.

Halál. Az emberi agy ex vivo modelljei megkérdőjelezik az élet és a halál fogalmáról vallott ismereteinket? Milyen hatással lehetnek az ilyen modellek a halál jogi meghatározására, és milyen következményekkel járnak az e definícióhoz kötődő döntések, például a szervadományozás vonatkozásában?

Beleegyezés. Szabványos a tájékoztatást követő beleegyezési folyamat az emberi agysejtek vagy szövetek felhasználásával végzett kutatáshoz vagy a kiváltott pluripotens őssejtekből származó agyhelyettesítés kifejlesztéséhez?

Gondoskodás. Van olyan pont, amelynél már aggódni kell az agy helyettesítőinek vagy a kiméráknak az állapota miatt, és indokolt lehet az érintett kutatókon kívül valamiféle laza gyámsági vagy döntéshozói hozzárendelés? Ez hasonló lenne az Egyesült Államokban őrizetbe vett gyermekeket megillető ügyvédi kinevezéshez (valaki, aki a gyermek érdekeit képviseli).

Tulajdonjog. Ki a birtokosa, az ex vivo agyszövetnek, organoidnak vagy kimérának?

Kutatás utáni kezelés. Hogyan kell kezelni az emberi agyszövetet egy kísérlet végén? Hulladékként?

Adat. Vannak-e különleges követelmények az agyszövetek felhasználásával kapcsolatos adatmegosztásra, együttműködésre és hagyatéki eljárásra?

A genetikusok az emberek genomikai információival kapcsolatban már régóta foglalkoznak hasonló kérdésekkel; egyes megközelítéseik alkalmazhatók az agykutatásra is.

Etikai erőfeszítések

A dolog újdonsága miatt a meglévő etikai felülvizsgálati, illetve őssejtkutatási felügyeleti testületek még nincsenek felkészülve arra, hogy az ilyen kísérleti agyi modellekkel kapcsolatos kérdésekkel foglalkozzanak.

Ami a szélesebb társadalmi párbeszédet illeti, léteznek a demokratikus megfontolásnak olyan modelljei, amelyek itt is alkalmazhatók. Például szolgálhatnak többek között azok a 2015-ös sikeres konzultációk, amelyek a közvélemény, a tudósok, a szabályozók és a bioetika szakembereinek bevonásával folytak, megelőzve az Egyesült Királyság kormányának döntését, amely lehetővé teszi a mitokondriális DNS-transzfer klinikai felhasználását.

Számos kérdést kell megválaszolni, de ez nem hátráltathatja a kutatást. Az emberi agy kísérleti modelljei segíthetnének abban, hogy közelebb kerüljenek a szakemberek a pszichiátriai és idegrendszeri megbetegedések régóta megfoghatatlan rejtelmeihez. Ugyanakkor a kutatás hosszú távú sikere és társadalmi elfogadottsága érdekében etikai kereteket kell kialakítani. Addig, amíg az agyhelyettesítési megoldások a fejlődés korai szakaszánál tartanak.

Ez a cikk is érdekelhet

Amerikában bízik,
Trumpban nem
a magyarok többsége

• A magyarok többségének kedvező véleménye van az Egyesült Államokban • Tízből hét magyar …