Выращивание запасных органов все ближе

В эти дни в Соединенных Штатах Америки писалась история науки: исследователи из Университета здоровья и науки Орегона путем клонирования создали человеческие эмбриональные стволовые клетки. Спустя 17 лет после клонированной овечки Долли, спустя 9 лет после неудачных попыток клонирования человеческих стволовых клеток и спустя 6 лет после действительных клонов макак-резусов команде под руководством клеточного биолога Шухрата Миталипова удался большой переворот: ядра человеческих клеток кожи были пересажены в донорские яйцеклетки, и таким образом были созданы клонированные эмбриональные стволовые клетки. Исходя из этого, теоретически могут быть созданы любые виды клонированных органов, которые подходят для донорских клеточных ядер.

Мечта о персональном хранилище частей тела разделяет науку, однако во многих местах ее давно лелеют. 17 лет назад, когда стало известно о первых успехах в виде рождения клонированной овечки Долли, клонирование человеческих клеток стало большой надеждой. Благодаря этому можно было бы излечивать такие хронические и неизлечимые болезни, как болезнь Паркинсона или хорея Хантингтона.

Развитие во всех возможных направлениях

Соответственно, ученые во всем мире настойчиво пытались успешно создать так называемых терапевтических клонов других животных и людей. Для этого, прежде всего, необходимы две вещи: ядро донорской клетки – например, клетка кожи, - и энуклеированная неоплодотворенная яйцеклетка. В результате слияния двух этих компонентов создается новая клетка с особенными способностями: она обладает генетическими свойствами клетки кожи, однако находится на эмбриональной стадии развития. На этой ранней стадии клетки все еще могут развиваться во всех возможных направлениях.

Таким образом, клонированные клетки могут стать нервными клеткам, клетками печени или поджелудочной железы – в зависимости от того, с какими факторами роста они были соединены. И клетка способна, если ей позволить далее расти и делиться, стать дееспособным организмом.

Однако это дальнейшее развитие было скорее теорией, чем практикой. В то время как клоны сельскохозяйственных животных, таких как крупный рогатый скот или овцы, с годами ставали все более будничным явлением, клоны приматов и людей представляли собой ежедневный вызов. Клонированные стволовые клетки часто содержали множество генетических дефектов и, таким образом, были далеко от терапевтического применения. Одно время считалось, что терапевтическое клонирование у приматов и людей совсем неприменимо.

Поддельные данные исследований дали надежду

Спустя два года это предположение, однако, было впервые отвергнуто – ошибочно, как выяснилось позднее. Южнокореец Ву Сук Хван из Национального университета Сеула в 2005 году уже готовился отмечать успешное терапевтическое клонирование человека. В двух научных докладах – в 2004 и 2005 годах – он утверждал, что ему удалось создать эмбриональные стволовые клетки путем клонирования. Немногим позднее выяснилось, что Хван солгал – данные его исследований были сфальсифицированы. Надежда на терапевтическое клонирование органов тогда впервые умерла.

Вскоре у ученых появилось новое убеждение благодаря новым результатам исследований, которые были не настолько выдающимися, однако в ретроспективе очень новаторскими. В 2007 году впервые удалось создать стволовые клетки макак-резусов.

Удивительно, однако за тем успехом стоял тот же ученый из университета Орегона – Шухрат Муталипов. Уже тогда он и его команда смогли получить, таким образом, важный опыт, который очень помог им в нынешнем исследовании. «Свежие, зрелые яйцеклетки человека получить тяжело. Благодаря опыту предыдущих исследований ученые смогли убедиться, что они используют этот редкий материал настолько эффективно, насколько это возможно», - говорит Натали ДеВитт, клеточный и молекулярный биолог из Калифорнийского института регенеративной медицины в Сан-Франциско.

Кофеин для преждевременной активации

Этим можно было бы объяснить, как ученым удалось реализовать свой метод в течение кратчайшего времени и целенаправленно на людях. К примеру, они точно знали, что яйцеклетки и ядра клеток кожи лучше всего соединять при помощи вируса Сендай и электрического напряжения. Также им уже было известно, насколько много кофеина должны они добавить в новую смесь, чтобы избежать преждевременной активации яйцеклетки.

Их предыдущий опыт в таких процессах, как этот, привел к тому, что исследователи уже вскоре после начала эксперимента пришли к успеху. Ведь только в сентябре 2012 года они начали соединять яйцеклетки добровольных доноров с клеточными ядрами клеток кожи. А уже в декабре того же года четыре клонированных эмбриона продолжили развиваться.

Ученые позволили клонированным стволовым клеткам расти. Через семь дней из них появились колонии из приблизительно 150 стволовых клеток. После этого исследователи прекратили рост. В конце концов, целью исследования было не клонирование человека, а создание эмбриональных стволовых клеток, которые каким-то образом должны были послужить для регенерации органов.

«С научной точки зрения качественно»

Реакции и суждения многих ученых во всем мире были позитивными. «Работа оценивается очень высоко с научной точки зрения», - говорит вице-президент Немецкого исследовательского сообщества (НИС) Элизабет Кнуст.

НИГ продолжит развитие в этой области и тщательно взвесит все плюсы и минусы данного метода. Ведь, естественно, терапевтическое клонирование таит в себе не только множество возможностей, а и опасности.

В некоторых местах, например, говорится, что человек теперь имеет возможность клонировать самого себя. В конце концов, можно просто позволить эмбриональным стволовым клеткам продолжить расти, пока из них не появится плод или даже ребенок. Однако возможно ли это в принципе, исследовательское сообщество пока не пришло к единому мнению.

Этическая проблема остается

«Теоретически эмбрион, естественно, мог бы быть имплантирован в матку человека. Однако благодаря экспериментам с животными мы знаем, что такие плоды и дети обычно имеют серьезные проблемы со здоровьем, вследствие чего они умирают вскоре после рождения», - говорит ДеВитт.

Поэтому ни один честный врач не стал бы имплантировать клонированные эмбрионы в матку. Однако если даже этого не делать, этическая проблема остается: если органы будут выращиваться при помощи терапевтического клонирования, то они возникают в результате использования эмбрионов. Таким образом, более вероятным кажется выращивание органов путем более развитого метода использования стволовых клеток – перепрограммирования стволовых клеток взрослого организма.

Важнейший компонент - редкий и дорогой

Между тем это на самом деле возможно – вернуть уже дифференцированные клетки на ту стадию, в которой они могут быть преобразованы в ткани различных органов. Эти маленькие чудеса называют индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками.

Являются ли они эквивалентными клонированным стволовым клеткам, покажут исследования в нынешнем году. «Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки могут быть созданы только при помощи генов, родственных раку. В настоящее время ведутся дискуссии, возможно ли вследствие этого процесса перепрограммирования встроить ошибку в геном», - объясняет ДеВитт.

Однако метод клонирования также имеет существенные недостатки, даже независимо от этических проблем. Для него необходимы человеческие яйцеклетки – а их можно получить только путем инвазивных методов. Поэтому важнейший компонент терапевтического клонирования – дорогой и редкий. Несмотря на большие надежды и великие открытия, мы все еще далеки от персонального склада запасных частей тела, а к счастью или к сожалению – покажут ближайшие годы.