Det er antakelig mulig i nær fremtid å dyrke frem fullverdige menneskelige organer, utenfor kroppene våre, som kan brukes til transplantasjoner. Men når går en celleklump i en petriskål over til å bli noe mer, og noe annet?

Minihjerner

I boken How to grow a human tar mangeårig redaktør i tidsskriftet Nature, fysikeren Philip Ball, leseren med inn i cellebiologien. Ball åpner boken med å fortelle at han har donert hudceller fra armen sin til prosjektet «Created out of mind». Formålet her er å reprogrammere disse hudcellene til å bli en type kunstige stamceller, som så kan brukes til å dyrke frem nevroner, som i sin tur kan bli til det man litt tabloid kaller en «minihjerne», eller aller helst en «hjerne-organoide».

Det japanske forskningsteamet som gjorde denne oppdagelsen, vant Nobelprisen i 2012.

Å kalle det biologisk alkymi, slik Ball gjør, fremstår ikke som noen overdrivelse.

For de av leserne som ikke er oppdatert på hvordan stamceller fungerer:

De fleste cellene i kroppen vår er programmerte til å ha kun én funksjon; det være seg blodceller, hudceller, osv. Stamceller er annerledes, og det finnes flere ulike typer av dem. Embryonale stamceller, som bare forekommer tidlig i fosterutviklingen, er det som kalles pluripotente. Det betyr at de kan bli til en hvilken som helst celletype i kroppen. Stamcellene det er snakk om i Philip Balls tilfelle, er det som kalles induserte pluripotente stamceller (iPS-celler). Disse er produsert i et laboratorium, og er hudceller som er tilført gener som er aktive i stamceller, og som omprogrammeres til uspesifiserte stamceller.

Den typen vev det her er snakk om, altså minihjernen, mangler den detaljerte strukturen som skal til for å bli et ordentlig organ, men det viser likevel tegn til å «ville» utvikle seg til å bli en ekte hjerne. Mangelen på signaler fra miljøet rundt hindrer det fra å utvikle seg videre.

Grunnen til at man i akkurat dette prosjektet dyrker frem minihjerner, er at man vil studere genetikken hos mennesker med nevrodegenerative disposisjoner, som for eksempel Alzheimers sykdom.

How to grow a human handler imidlertid om langt mer enn å dyrke frem minihjerner i petriskåler.

Biologiens fortellinger

Ball skriver at vår forståelse av biologien, og da spesielt feltene for cellebiologi, reproduksjon og utvikling, i enkelte sammenhenger kan være drevet fremover og inspirert av narrativer og fortellingsstrukturer som har sitt opphav i myter, science fiction- og fantasy-litteratur. Han nevner blant annet romanene Frankenstein og Brave New World som eksempler på referansepunkter for bioteknologisk utvikling, hvor fantasien og mytifiseringen får fritt spillerom.

Han trekker frem hvordan Richard Dawkins' ide om det «egoistiske genet», fra boken The Selfish Gene (Det egoistiske genet) (1976), har gitt liv til ideen om at genet nærmest har en egen handlekraft, en intensjon, og at denne misforståelsen senere har blitt til en generell forståelse av «hvordan ting er», som at naturen og vi er innrettet på en måte som favoriserer det hensynsløse og selvpreserverende.

Dette er et eksempel på hvordan vi skaper fortellinger om biologiske fenomener for å gjøre dem mer forståelige og oversiktlige for oss, selv om de ikke nødvendigvis er det, mener Ball.

Dawkins har uttalt at han like gjerne kunne kalt boken Det udødelige genet, eller Det samarbeidende genet. Og med en annen tittel ville det sannsynligvis oppstått et annet narrativ, er Balls poeng.

Ball skriver videre at hangen vi har til å skape slike narrativer kan ha å gjøre med at biologien er en vitenskap i stadig utvikling, hvor slike historier faktisk betyr noe, og at dette ikke nødvendigvis er negativt; det handler om hvordan vi mennesker finner mening i tilværelsen, og hvordan vi leter etter (og finner) årsakssammenhenger i verden rundt oss.

Biologien er vanskelig å forstå, det er en komplisert og sammensatt vitenskap som sjelden gir enkle svar, derfor trenger vi disse fortellingene og historiene, de er med på å gi oss et rammeverk og en mer eller mindre sannferdig oversikt.

Det vi skal ha i mente, ifølge Ball, er at slike historier ikke er nøytrale; de bærer i seg en rekke føringer og konnotasjoner, som biologien i seg selv naturlig nok ikke gjør. Derfor er det avgjørende å stille spørsmålet: Hvorfor akkurat denne fortellingen, og ikke en annen?»

Innenfor bioteknologi kan det handle om alt fra genmodifisering og fosterdiagnostikk, til generedigering og stamcelleforskning, for å nevne noe.

Snakker vi for eksempel om genredigering som noe som vil føre til at vi får et samfunn der vi produserer designerbabyer og supermennesker, eller fokuserer vi på at den typen forskning kan lede til en friskere befolkning og lavere, helsekostnader?

Det handler om hvilket ståsted vi forteller historien fra.

Ball mener at det er viktig å kunne noe om den historiske konteksten til vitenskapelige ideer. Er det områder innenfor forskningen som har hatt en politisk dimensjon eller vært drevet av en sosial agenda?

Det handler nemlig aldri bare om vitenskapen i seg selv, poengterer Ball.

Avansert og pedagogisk

Da How to grow a human ble anmeldt i tidsskriftet The Lancet for noen måneder siden ble den fremhevet som en lærd gjennomgang av både historiske og nåtidige biologiske eksperimenter, med fokus på å få tilgang til våre cellers fulle, kreative potensiale. Den delen av boken er et allerede omfattende prosjekt, og i tillegg tar Philip Ball for seg de filosofiske og etiske problemstillingene ved utviklingen innenfor disse feltene av bioteknologien, samt at han også diskuterer mulige fremtidscenarier. Kan vi for eksempel komme dit hen, at vi en dag ikke bare kan skape et menneske uten å ha sex med hverandre, men til og med uten hverken spermier eller egg?

I mars i fjor rapporterte forskere at de hadde dyrket frem minihjerner som var i nærheten av analoge i kompleksitet med en menneskelig hjerne på fosterstadiet, cirka 12-13 uker gammel. I tillegg så man i laboratorieeksperimenter at disse minihjernene spontant knyttet seg til ryggmargs- og muskelvev som var gjort tilgjengelig for dem.

I et annet eksperiment, gjennomført noen måneder senere, kunne forskerne registrere elektrisk aktivitet i tilsvarende organioder, som var overraskende like menneskelige hjernebølger.

Allerede i 2013 produserte biologen Madeleine Lancaster, ved en tilfeldighet, hjerneorganoider ved Instituttet for Molekylær Bioteknologi i Wien. Ball skriver at hun til å begynne med ikke forstod hva de hvite klattene som dukket opp i stamcellekulturene hennes var, men at hun etter hvert skjønte at det var stamceller som prøvde å bli til hjerner.

Science fiction, kan man påstå, men det er faktisk slik at selv om det å lage en minihjerne krever atskillige kunnskap når det kommer til å lage cellekulturer, trenger ikke cellene i seg selv noen veiledning. De holder bare på med sitt og gjør det de «vil».

Lancaster sier at ved riktig tilrettelegging rundt cellene, vil disse minihjernene være i stand til å selvorganisere og bygge opp seg selv. Og dette gir mening, fortsetter hun, det er den samme typen selvorganisering som foregår i et embryo.

Genetikk

For en som står utenfor fagfeltet, er denne boken tidvis komplisert lesning, fordi fagkonsepter og terminologi ligger som premisser for forståelsen av tematikken, men som oftest er ting forklart på relativt ukomplisert og intuitivt vis.

Ball skriver blant annet forbilledlig pedagogisk, opplysende og lærerikt om genetikk. Han tar leseren gjennom hva et gen faktisk er, hvilken funksjon det har, og hvilke feiloppfatninger og misforståelser vi ofte kan ha om dette. Disse er gjerne en direkte konsekvens av de narrativene vi med nødvendighet skaper oss, i den hensikt å forstå kompliserte sammenhenger.

Ball hevder at vi ennå ikke har noen fullgod måte å definere hva et gen faktisk er. Derfor er det er mest hensiktsmessig å tenke på et gen som et – i mangel av noe bedre ord – konsept. Han mener det oppstår for mange muligheter til å misforstå hva et gen er hvis vi tenker på det som en konkret TING, som har klart definerte oppgaver, med klart definerte utfall. I den sammenhengen oppstår gjerne misforståelser om at det for eksempel finnes et gen for lykke og et gen for fedme.

Hadde man forklart det komplekse, kontingente og ofte nesten ugjennomtrengelige forholdet mellom genotype (informasjonen i arvestoffet vårt) og fenotype (egenskaper) bedre for allmenheten, skriver Ball, hadde vi kanskje sluppet mye av den uroen folk har rundt ideen om at genene våre påvirker atferden vår i avgjørende grad.

Alt ved mennesket er påvirket av genetikken vår, men det bør ikke være noen kilde til bekymring, påstår Ball. Genetiske disposisjoner modifiseres, filtreres og «tolkes» i den biologiske prosessen det er å bli til et menneske, og det er ikke er slik at disse disposisjonene fullt ut bestemmer hvordan kroppene vår blir, og langt mindre hvordan hjernene våre virker, og derigjennom hva slags personligheter vi får.

Genene våre gir oss råmaterialet til utviklingen av våre grunnleggende kognitive evner, men hvordan dette faktisk virker, er ytterst komplisert og sammensatt.

Det finnes dermed ikke et direkte forløp som tar oss fra spesifikke gener til en spesifikk type atferd, konkluderer Ball.

Fremtidsscenarier

Mot slutten av boken tar Philip Ball for seg hvor utviklingen på feltet er på vei, og det er svært spennende lesning. Han diskuterer blant annet om det vil være mulig å dyrke frem syntetiske embryo, embryoider, hva slags vesen eller eksistens dette i så fall vil være, og hvilke etiske retningslinjer som bør gjelde for denne typen forskning.

Biologen George Church ved universitetet i Harvard har allerede foreslått en betegnelse for embryoider og hjerne-organoider; SHEEF’s – «Synthetic Human Entities with Embryo-like Features».

Dette er som nevnt tankevekkende lesning, og jeg grøsset litt da jeg, etter å ha gjort research til denne artikkelen, ble klar over i hvilken grad minihjerner faktisk allerede kan sanse. I en av lenkene i artikkelen, kan man lese følgende utsnitt fra en presentasjon på konferansen «Neuroscience 2019»:

«Recent developments in organoid research also entail that the anatomical substrates are now approaching local network organization and larger structures found in sentient animals. As such, the assessment of the physiological activity has become critical. Assessment informed by the models and associated dynamics suggests that current organoid research is perilously close to crossing this ethical Rubicon and may have already done so. Despite the field's perception that the complexity and diversity of cellular elements in vivo remains unmatched by today's organoids, current cultures are already isomorphic to sentient brain structure and activity in critical domains and so may be capable of supporting sentient activity and behavior.»

Oppsummert: I forskningsøyemed dyrkes det nå altså frem «minihjerner» i laboratorier som reagerer på stimuli, og som kan sanse på linje med dyr og 12 uker gamle fostre.

Vi er med andre ord allerede der at vi trenger et lovverk fordi vi har klart å produsere kunstige hjerner som kan være i stand til sansende aktivitet og atferd. Biologisk alkymi, indeed.