A marmosetek kicsik és szociálisak, előnyösek a kutatók számára.
Tom Landers/The Boston Globe/Getty Images
WASHINGTON, D.C. – A Callithrix jacchus nevű kézméretű majom – a közönséges marmoset – nagyon keresett a laboratóriumokban, mégis szinte sehol sem található. A mormoták kis mérete, gyors növekedése és kifinomult társas élete már eddig is elég volt ahhoz, hogy felkeltse az idegtudósok figyelmét. Mostanra genetikailag módosították őket, hogy agyukat könnyebb legyen leképezni, és hogy olyan neurológiai rendellenességek modelljeként szolgáljanak, mint az autizmus és a Parkinson-kór. A probléma: “Egyszerűen nincsenek majmok” – mondja Cory Miller, a San Diegó-i Kaliforniai Egyetem idegkutatója.
A Nemzeti Tudományos, Mérnöki és Orvosi Akadémiák (NASEM) Laborállatkutatási Intézete által összehívott e heti ülésen Jon Levine idegtudós, aki a Wisconsini Nemzeti Prímáskutató Központot vezeti a Madisonban található Wisconsini Egyetemen, a kereslet megugrását “egy 10 riasztóból álló tűzvészhez hasonlította, amely mindjárt kitör”. Válaszul a National Institutes of Health (NIH) azt tervezi, hogy finanszírozást indít a marmoset-kutatás kiterjesztésére. És a már befutott marmosettkutatók, köztük Miller, együttműködnek, hogy segítsenek az új laboratóriumoknak állatokhoz jutni.
Amikor Miller laboratóriuma 2009-ben elkezdett marmosettekkel dolgozni, sok kolléga, aki makákókat – a kutatási majmok legnépszerűbb nemzetségét – tanulmányozta, nem is tudta, hogy a marmosettek majmok, emlékszik vissza. “Azt kérdezték: “Ezek azok a mókusok, amelyek a Sziklás-hegységben voltak?””. (Ők a mormotákra gondoltak.)
Most, mondja, “ezek az emberek mind mormotákat akarnak”. Egy felmérés során Miller és munkatársai megállapították, hogy az amerikai mormotakutató kolóniák száma a 2009-es nyolcról napjainkra 27-re ugrott, összesen 1900 mormotát tartanak mintegy 40 fő kutatónál.
A majmok közül a mormoták a kooperatív társas viselkedésről ismertek: Hívják egymást oda-vissza beszélgetésekben, és a párosodott párok megosztják a fiatalok felnevelésének felelősségét. Kisebbek és könnyebben tarthatók, mint a rhesus makákók, és évente kétszer szülnek, szemben az egy-két évente egyszeri szüléssel, ami segíti a többgenerációs genetikai kísérleteket. Mivel a marmonkák gyorsabban érnek és öregszenek, mint a nagyobb majmok, felgyorsítják a fejlődést és öregedést befolyásoló betegségek vizsgálatát. És a marmosetek agya kevésbé barázdált, mint a makákóké, ami megkönnyíti a felszínéről történő képalkotást vagy a tevékenység rögzítését.
A marmosetek iránti lelkesedés 2009-ben ugrott meg, amikor ők lettek az első főemlősök, akikről kimutatták, hogy spermájukban és petéikben genetikai módosítást adnak át az utódoknak. A japán Kawasakiban található Központi Kísérleti Állatok Intézetének (CIEA) csapata embriókba fecskendezte be egy fluoreszcens fehérje génjét. Az így létrejött állatok bőre és szőre ultraibolya fényben zöldesen világított.
A transzgenikus marmosetek sorozata következett – sokan a CIEA genetikusa, Erika Sasaki és a tokiói Keio Egyetem idegkutatója, Hideyuki Okano által. November 5-én a Society for Neuroscience San Diegó-i ülésén csoportjaik két transzgenikus próbálkozás aktualitásait mutatják be: olyan genetikai mutációkkal rendelkező mormotákét, amelyek emberben a Parkinson-kórhoz és a Rett-szindrómás idegrendszeri fejlődési rendellenességhez kapcsolódnak. A kutatók azt remélik, hogy a betegség előrehaladásának megfigyelésével a marmoset agyának elemzése során feltárhatják azokat a mechanizmusokat, amelyek az embereknél betegséget okoznak – és talán új terápiákat találhatnak és tesztelhetnek.
A japán kutatások 2014-ben egy 40 milliárd jenes (350 millió dolláros) kormányzati kezdeményezéssel kaptak lendületet a marmoset agyának feltérképezésére. De több amerikai laboratóriumban már transzgenikus főemlősök vannak fejlesztés alatt. 2016-ban az NIH Nemzeti Idegrendszeri Rendellenességek és Stroke Intézetének egy csapata Sasakival együtt olyan agysejtekkel rendelkező marmosetteket hozott létre, amelyek gerjesztéskor fluoreszkálnak – ez egy potenciális eszköz az idegi aktivitás megfigyelésére. Áprilisban pedig a cambridge-i Massachusettsi Technológiai Intézetben (MIT) megszületett az első marmoset a SHANK3 gén mutációjával – amely az autizmus egyes eseteiben játszik szerepet -.
A transzgenikus majmok előállításához nagy kolóniára van szükség, részben azért, mert a manipulált embriókkal beültetett nőstények nem mindig esnek teherbe. Guoping Feng, aki az MIT projektet vezeti, úgy becsüli, hogy az ideális méret legalább 300 állat, ami jóval több, mint amennyit egyetlen amerikai létesítmény képes tenyészteni. (Feng csoportja fokozatosan felépített egy körülbelül 200 fős kolóniát.) Amikor az új transzgenikus modellek széles körben elérhetővé válnak – valószínűleg a következő néhány évben -, a felhasználásukban reménykedő laboratóriumoknak saját állatokra is szükségük lehet a tenyésztéshez. Az e heti találkozó résztvevői megvitatták azt is, hogyan lehetne fenntartani a genetikai sokféleséget az amerikai mormotapopuláción belül.
Az új mormoták kínálata azonban korlátozott. Egy nemzetközi egyezmény korlátozza a vadon élő állatok exportját szülőhazájukból, Brazíliából. Az ázsiai tenyésztő létesítményekből származó állatok behozatala pedig “nagyon-nagyon nehéz”, mondja Feng. A legtöbb légitársaság az állatvédő csoportok nyomására már nem szállít kutatási célú állatokat.
A főemlősök kutatásával szembeni közvélemény ellenállás már most is óvatosságra készteti a kutatókat. A mormotakutatás iránti növekvő érdeklődés “aggasztó számunkra” – mondja Kathleen Conlee, a Humane Society of the United States állatkutatási kérdésekért felelős alelnöke. Szerinte különösen problematikus olyan állatok genetikai tervezése, amelyek megbetegednek.
A tudósok azonban egyes vizsgálatokban nem látják a főemlősök helyettesítését. “Amikor a kognitív folyamatokról és más összetett viselkedésekről van szó, néhány dolgot egyszerűen főemlős modellben kell elvégezni” – mondta Joshua Gordon, a marylandi Bethesdában található NIH Nemzeti Mentális Egészségügyi Intézetének igazgatója a NASEM október 4-i, a genetikailag módosított főemlősökkel foglalkozó ülésén. Hozzátette, hogy a mentális betegségek tanulmányozásához olyan agyi struktúrák megértésére van szükség, amelyek a rágcsálókban nem léteznek. De az ilyen kutatásoknak figyelembe kell venniük, hogy “a főemlősökkel végzett kísérletek mennyire elfogadhatóak a közvélemény számára” – mondta.”
Jövőre Gordon ügynöksége finanszírozási lehetőségeket tervez meghirdetni a marmoset-kutatás központi infrastruktúrájának támogatására. Bár a részletek homályosak, a finanszírozás új marmosetteket hozhat be, bővítheti vagy létrehozhatja a tenyészkolóniákat, vagy előmozdíthatja a transzgenikus projekteket, mondta. A pénz a szövetségi Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies Initiative vagy az NIH Blueprint for Neuroscience Research elnevezésű kezdeményezésből származhat.
Eközben a laboratóriumok improvizálnak. A múlt hónapban több kutató elindított egy virtuális poolt, amelybe a meglévő marmosett-kolóniák évente 10%-kal járulnak hozzá állataikból, hogy az új kutatók megvásárolhassák vagy örökölhessék azokat. Miller szerint ez egy átmeneti megoldás, hogy fenntartsák a terület lendületét, “mert ez egyfajta egyszeri lehetőség a karrierben”
.