Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Biohacking
  • M-Health
  • bio-mol-tekst-2021

Как создать химеру?

Когда ученые смогут создать смесь бульдога с носорогом

ПостНаука

Зачем ученые создают крыс, мышей и свиней с клетками человека, рассказал генетик Сергей Киселев.

Естественный путь

В греческой мифологии химерой называли животное, у которого части тела принадлежали разным видам: голова льва, туловище козы, хвост змеи. Уже по представлению древних организм формировался таким с самого начала – как иначе могут быть сформированы отдельные части тела и органы? В современной биологии это представление осталось: химеризм, то есть смесь клеток двух или более разных организмов, формируется с первых часов или дней индивидуального развития. Представим кентавра: из клеток одного типа, человека, формируется одна часть тела, а второй тип клеток формирует часть тела лошади. 

Такое действительно может происходить в природе, когда после независимого оплодотворения двух яйцеклеток обе вдруг объединяются, после чего развиваются в один организм. Но изначально это две различные, независимо оплодотворенные яйцеклетки (зиготы), благодаря которым эмбрион с самого начала имеет клетки и ткани с двумя различными геномами. Этим химеры отличаются от гибридов. В гибридном организме нет клеток с двумя различными геномами. В каждой клетке мула есть геном лошади и осла, поэтому мул – гибрид. Вот если бы у него часть клеток имели только геном лошади, а часть – только осла, тогда мула можно было бы назвать химерой.

На многочисленных примерах известно, что химерный организм может развиться во взрослую особь и нормально существовать, а для некоторых видов, например маленьких обезьянок мармозеток, это чуть ли не норма. Описан ряд случаев химеризма у человека, например с американкой Лидией Фэйрчайлд: по ее ДНК выходило, что она не мать своих рожденных ею при свидетелях детей. Такое возможно, если на ранних этапах формирования химерного организма клетки одного сформировали клетки яичников, а клетки другого, с другой генетикой, – кровь, которую и брали на анализ ДНК. Уверен, что среди людей химер может быть достаточно много, только нет повода и необходимости это выявлять. Однако эти примеры существуют в рамках одного вида. Как будут жить химеры с генами далеких видов, совершенно непонятно, потому что клетки этих видов могут жить с разной скоростью. К примеру, мышь живет два года, а крыса – пять лет. И мы пока не знаем, сколько проживет химера мыши и крысы. У них различные молекулярные пути на уровне молекул, разный метаболизм, разная работа генома – из-за этого эмбрионы химер могут погибать еще до своего рождения.

Лабораторный путь

В ВОЗ отмечают, что сейчас во всем мире проводят более 130000 трансплантаций органов, это составляет менее 10% от общемировой потребности. В организации ситуацию называют острой, и межвидовые химеры – один из способов решить проблему нехватки органов. Если ученые научатся выращивать недостающие органы человека в животных, это будет большой прорыв в трансплантологии. 

Профессор Стэнфордского и Токийского университетов Хиромитсу Накаучи опубликовал итоги своей работы над мышино-крысиной химерой в журнале Nature в январе 2017 года. Он ввел клетки мыши в эмбрион крысы, в итоге в крысином эмбрионе образовалась поджелудочная железа, состоящая только из клеток мыши. Затем Накаучи имплантировал эту железу мыши, больной диабетом, и поджелудочная контролировала уровень сахара в крови грызуна.

Еще один лидер в создании межвидовых химер – испано-американский биолог Хуан Бельмонте. В том же январе 2017 года он опубликовал исследование в журнале Cell о том, что вырастил эмбрионов-химер, состоящих из клеток человека и свиньи. Кстати, одна из сложностей, с которой они столкнулись, – гены этих видов слишком далеки друг от друга, из-за чего происходила ранняя гибель эмбрионов. Бельмонте объяснял это долгой эволюцией, за время которой между видами накопились различия. К примеру, развитие плода свиньи происходит намного быстрее, чем у человека: четыре месяца против девяти.

Также Бельмонте в 2019 году заявил об эксперименте по созданию химеры человека и обезьяны. Правда, описание проекта тогда было куцым и вышло в газете El Pais, а не в рецензируемом научном журнале. Статья в Cell об этих экспериментах вышла только в апреле 2021 года.

Сергей Киселев, доктор биологических наук, профессор, заведующий лабораторией эпигенетики Института общей генетики им. Н. И. Вавилова РАН:

– Я считаю, что пока мы вообще не умеем создавать межвидовых химер. Пока это умеет делать один человек на Земле – профессор Хиромитсу Накаучи, который вырастил мышь с крысиной печенью. Других подобных примеров не существует. Когда нам покажут первых кентавров, которые еще и сыграют на лютне, вот тогда мы скажем: «Мы умеем создавать химер»!

Политические и этические запреты

Чтобы успешно выращивать и изучать межвидовых химер, необходимы соответствующие политические решения, а с ними пока непросто. Лидирующие позиции занимает Япония, которая еще летом 2019 года одобрила первые эксперименты по созданию химер человека и животного, правда до 70-го дня развития. И, конечно же, Хиромитсу Накаучи тут же подал заявку на государственную поддержку по созданию химер – животных с клетками человека.

В негласной иерархии сразу после Японии идет Китай, однако там соответствующие эксперименты не разрешены, скорее они существуют в серой зоне права. Группа Бельмонте, которая работала над химерой человека и обезьяны, делала это именно в Китае: там есть необходимая инфраструктура и не задают ученым неудобных вопросов. Хорошее и гибкое законодательство в Англии: там в последнее время наука хорошо контактирует с законодательной сферой. Буквально недавно в Англии разрешили выращивать химерные организмы со сроком до 21 дня. Раньше срок составлял 14 дней, и новое решение – настоящий шаг вперед.

В США исследования разрешены до стадии 14-дневного эмбриона, но фактически в Национальных институтах здравоохранения на их финансирование с 2015 года действует мораторий. Правда, когда в августе 2016 года институты изучили общественное мнение США по поводу работы с химерами, оказалось, что мнение американцев за последние годы существенно изменилось: теперь гораздо большее количество высказалось за разрешение таких исследований. Хотя большинство все еще продолжает считать, что ученые не должны «играть в Бога» и «дергать за нити развития», создавая химер человека и животного.

Об авторе: Сергей Киселев – доктор биологических наук, профессор, заведующий лабораторией эпигенетики Института общей генетики им. Н. И. Вавилова РАН.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru


Читать статьи по темам:

гибридные эмбрионы биоэтика Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Как вы относитесь к медицинским химерам?

Готовы ли вы стать донором клеток для человекосвиньи или принять орган, выращенный внутри такого гибрида?

читать

Звериное лего

Уже есть химеры амфибий, грызунов, приматов, человека. Для чего исследователи создают биологических монстров?

читать

Этичность химерных яйцеклеток

Ученым следует признать, что создание подобных химер не ассоциировано с моральными проблемами, и начать активно рассматривать предоставляющиеся возможности.

читать

Химеры для трансплантологов

Группа американских учёных работает над созданием организмов-химер – эмбрионов, одна часть которых взята от человека, а другая – от животных.

читать

Папа Римский лично благословил создание химер

Создание химер потенциально позволяет проводить доклинические испытания лекарств и использовать органы химер для трансплантации человеку.

читать