Создание химер организмов с тканями, состоящими из генетически
разнородных клеток, может решить глобальную нехватку органов для
трансплантации. Зачем ученые создают крыс, мышей и свиней с
клеткамичеловека, рассказал генетик Сергей Киселев.Естественный
путьВ 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, напримермаленьких обезьянок мармозеток [1], это
чуть ли не норма. Описан ряд случаев химеризма у человека,
напримерс американкой Лидией Фэйрчайлд: по ее ДНК выходило, что она
не матьсвоих 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. Однакоэти 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 путьВ ВОЗ отмечают,
что сейчас в всем мире проводят более 130 000 трансплантаций
органов, это составляет менее 10% от общемировой потребности [2]. 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 опубликовалитоги своей
работы над мышино-крысиной химерой в журнале Nature в январе 2017
года [3]. 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 опубликовалисследование в журналеCellо том, что вырастил
эмбрионов-химер, состоящих из клеток человека и свиньи [4]. 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 [5]. Статья в Cell об этих экспериментах вышла только в
апреле 2021 года [6].Политические и этические запретыЧтобы 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
подалзаявку на государственную поддержку по созданию химер животных
с клетками человека [7].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 Англииразрешили 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 [8]. 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.
