De ce neuroștiințele americane cer cu ardoare maimuțe?

WASHINGTON, D.C.-O maimuță de mărimea unei mâini, numită Callithrix jacchus – maimuțoiul comun – este foarte căutată în laboratoare și, totuși, nu se găsește aproape nicăieri. Mărimea mică a maimuțelor, creșterea rapidă și viața socială sofisticată au fost deja suficiente pentru a atrage atenția cercetătorilor în neuroștiințe. În prezent, aceștia au fost modificați genetic pentru a le face creierul mai ușor de imaginat și pentru a servi drept modele pentru tulburări neurologice precum autismul și Parkinson. Problema: „Pur și simplu nu există maimuțe”, spune Cory Miller, cercetător în neuroștiințe la Universitatea din California, San Diego.

La o întâlnire aici în această săptămână, convocată de Institutul pentru Cercetarea Animalelor de Laborator al Academiilor Naționale de Științe, Inginerie și Medicină (NASEM), neurologul Jon Levine, care conduce Centrul Național de Cercetare a Primatelor din Wisconsin de la Universitatea Wisconsin din Madison, a comparat creșterea cererii cu „un incendiu cu 10 alarme care este pe cale să fie declanșat”. Ca răspuns, Institutele Naționale de Sănătate (NIH) intenționează să lanseze o finanțare pentru a extinde cercetările asupra maimuțelor. Iar cercetătorii consacrați în domeniul maimuțelor, inclusiv Miller, colaborează pentru a ajuta noile laboratoare să obțină animale.

Când laboratorul lui Miller a început să lucreze cu maimuțele marmose în 2009, mulți colegi care studiau macacii – cel mai popular gen de maimuțe de cercetare – nici măcar nu știau că maimuțele marmose sunt maimuțe, își amintește el. „Erau de genul: „Sunt acele veverițe care erau în Munții Stâncoși?””. (Se gândeau la marmote.)

Acum, spune el, „Toți acei oameni vor maimuțoi”. Într-un sondaj, Miller și colegii săi au constatat că numărul coloniilor de cercetare a marmosetelor din SUA a sărit de la opt în 2009 la 27 în prezent, totalizând 1900 de marmosete la aproximativ 40 de cercetători principali.

Printre maimuțe, marmosetele sunt cunoscute pentru comportamentul social cooperant: Ele se strigă una pe cealaltă în conversații de tip dus-întors, iar perechile împerecheate împart responsabilitatea pentru creșterea puilor. Sunt mai mici și mai ușor de adăpostit decât macacii rhesus și nasc de două ori pe an față de o dată la un an sau doi, ceea ce ajută la experimentele genetice multigeneraționale. Deoarece maimuțele maimuțe se maturizează și îmbătrânesc mai repede decât maimuțele mai mari, ele accelerează studiile privind bolile care afectează dezvoltarea și îmbătrânirea. Iar creierul unui maimuțoi este mai puțin încrețit decât cel al unei maimuțe, ceea ce face mai ușor de imaginat sau de înregistrat activitatea de la suprafața sa.

Entuziasmul pentru maimuțe a crescut brusc în 2009, când acestea au devenit primele primate despre care s-a demonstrat că transmit o modificare genetică la urmași în sperma și ouăle lor. O echipă de la Institutul Central pentru Animale Experimentale (CIEA) din Kawasaki, Japonia, a injectat în embrioni gena pentru o proteină fluorescentă. Pielea și părul animalelor rezultate au strălucit în verde la lumina ultravioletă.

Au urmat o serie de maimuțe transgenice – multe de la geneticianul Erika Sasaki de la CIEA și de la cercetătorul în neuroștiințe Hideyuki Okano de la Universitatea Keio din Tokyo. Pe 5 noiembrie, la reuniunea Societății pentru Neuroștiințe din San Diego, echipele lor vor prezenta actualizări privind două eforturi transgenice: marmosets cu mutații genetice care la om sunt legate de boala Parkinson și de tulburarea de neurodezvoltare sindromul Rett. Cercetătorii speră ca, urmărind evoluția bolii la un marmoset în timp ce îi analizează creierul, să poată pune în evidență mecanismele care provoacă boli la oameni – și poate să găsească și să testeze noi terapii.

Cercetarea japoneză a primit un impuls în 2014 cu o inițiativă guvernamentală de 40 de miliarde de yeni (350 de milioane de dolari) pentru a cartografia creierul marmosetului. Dar mai multe laboratoare americane au acum primate transgenice în curs de dezvoltare. În 2016, o echipă de la NIH’s National Institute of Neurological Disorders and Stroke, împreună cu Sasaki, a creat maimuțe cu celule cerebrale care devin fluorescente atunci când sunt excitate – un instrument potențial pentru monitorizarea activității neuronale. Iar în aprilie, primul marmoset cu o mutație în gena SHANK3 – implicată în unele cazuri de autism – s-a născut la Massachusetts Institute of Technology (MIT) din Cambridge.

Facerea maimuțelor transgenice necesită o colonie mare, în parte pentru că femelele implantate cu embrioni manipulați nu rămân întotdeauna însărcinate. Guoping Feng, care conduce proiectul MIT, estimează că dimensiunea ideală este de cel puțin 300 de animale, mult mai multe decât poate crește o singură unitate din SUA. (Grupul lui Feng a construit treptat o colonie de aproximativ 200.) Când noile modele transgenice vor deveni disponibile pe scară largă – probabil în următorii câțiva ani -, laboratoarele care speră să le folosească ar putea avea nevoie, de asemenea, de propriile animale pentru reproducere. Participanții la întâlnirea din această săptămână au discutat, de asemenea, despre modalitățile de a menține diversitatea genetică în cadrul populației de maimuțoi din SUA.

Dar oferta de noi maimuțoi este limitată. Un acord internațional restricționează exportul de animale sălbatice din Brazilia, țara lor natală. Iar importul de animale din crescătoriile din Asia este „foarte, foarte dificil”, spune Feng. Majoritatea companiilor aeriene, care se confruntă cu presiuni din partea grupurilor pentru drepturile animalelor, au încetat să mai transporte animale de cercetare.

Deja, rezistența publicului față de cercetarea cu primate neumane îi determină pe cercetători să fie precauți. Interesul din ce în ce mai mare pentru cercetarea cu maimuțe este „îngrijorător pentru noi”, spune Kathleen Conlee, vicepreședinte pentru probleme de cercetare pe animale la Humane Society of the United States de aici. Este deosebit de problematic, spune ea, să proiectezi genetic animale care se vor îmbolnăvi.

Dar oamenii de știință nu văd un substitut pentru primate în unele studii. „Când vine vorba de procesele cognitive și de alte comportamente complexe, unele lucruri trebuie pur și simplu să le faci într-un model de primat”, a declarat Joshua Gordon, directorul Institutului Național de Sănătate Mintală al NIH din Bethesda, Maryland, la o reuniune NASEM din 4 octombrie privind primatele neumane modificate genetic. Studiul bolilor mintale necesită o înțelegere a structurilor cerebrale care nu există la rozătoare, a adăugat el. Dar astfel de cercetări trebuie să ia în considerare „gradul în care experimentele cu primate sunt acceptabile pentru publicul larg”, a spus el.

Anul viitor, agenția lui Gordon intenționează să anunțe oportunități de finanțare pentru a sprijini infrastructura centralizată pentru cercetarea cu marmoset. Deși detaliile sunt neclare, finanțarea ar putea aduce noi maimuțoi, extinde sau stabili colonii de reproducere sau avansa proiecte transgenice, a spus el. Banii săi ar putea proveni de la inițiativa federală Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies Initiative sau de la NIH’s Blueprint for Neuroscience Research.

Între timp, laboratoarele improvizează. Luna trecută, mai mulți cercetători au lansat un fond virtual, la care coloniile de marmoset existente vor contribui cu 10% din animalele lor pe an pentru ca noii cercetători să le cumpere sau să le moștenească. Este o măsură provizorie pentru a menține impulsul în domeniu, spune Miller, „deoarece este un fel de oportunitate care se oferă o dată în carieră.”

.