Химерные свиньи. Американцы придумали, как обеспечить каждому новое сердце
Впервые в истории науки ученым удалось создать жизнеспособный эмбрион химеры, представляющей собой гибрид свиньи и человека. Команда из Института биологических исследований Солка (Salk Institute for Biological Studies) в Ла-Хойя, штат Калифорния, сообщила о своем достижении в статье, которая была опубликована в журнале Cell 26 января. И в тот же день они распространили видео, где рассказывают о своих целях. Ученые подчеркивают, что технология выращивания клеток, тканей и органов одного вида в организме существа другого вида открывает беспрецедентные возможности для раскрытия давних научных тайн и решения актуальных проблем медицины, в частности, удовлетворения потребности в органах и тканях для трансплантации.
В этом направлении сейчас ведут исследования ученые многих стран. Но то, что удалось в Институте Солка, — это первый случай создания химер (организмов с генетически разнородными клетками) двух крупных видов млекопитающих, далеких друг от друга генетически. Это большой шаг в направлении создания человеческих органов с нуля. Неудивительно, что об этом сразу же сообщили ведущие мировые СМИ, такие как BBC и The Guardian.
Когда химеры появятся на улицах?
Новость о создании химер, несомненно, породит волну слухов о гибридных свинолюдях, которые в скором времени заполонят улицы. Также можно ожидать новой волны дискуссий об этических проблемах науки. Опять будут звучать призывы запретить "чудовищные опыты" и не допустить "генетической катастрофы человечества".
Между тем исследования в Институте Солка стали, по сути, как раз ответом на предыдущие опасения такого рода. Людей очень пугают любые эксперименты, в особенности генетические, с человеческими эмбрионами, даже проводимые с самыми благими целями. И еще более сильной общественной обструкции подвергаются намерения выращивать людские зародыши для дальнейшей пересадки их клеток пациентам с пораженными органами и тканями.
В Институте Солка нашли радикальный способ избавиться от подобных обвинений. Для выращивания человеческих тканей и органов использованы эмбрионы свиньи. При этом людские зародыши не применяются вообще, только клетки взрослого человека.
Спору нет, любую технологию можно использовать для извращенных целей. Не исключено, что кто-то захочет позабавиться созданием реальных свинолюдей — скажем, свиней с человеческими головами (и мозгами). Безусловно, такие эксперименты должны быть строжайше запрещены, но именно они, а не огульно все исследования в направлении, открытом в Институте Солка.
Зачем мучить бедных свинок?
Нужно четко понимать, что сейчас на кону. Вероятно, уже через несколько десятилетий каждый человек сможет получить новое сердце, новую печень, новые почки, если старые начнут барахлить. Это будет не просто продление жизни, а обновление организма.
Сейчас тысячи людей по всему миру ждут донорских сердец, которые могут спасти их жизни. Но лишь немногим выпадает такой шанс. Только в США каждый день в среднем умирают 22 человека, так и не успевших получить тот или иной донорский орган. Люди, которые стоят в очереди на донорские сердца, дожидаются их по три с половиной месяца. А поскольку организм может отторгнуть чужой орган, это значительно уменьшает количество успешных пересадок.
Ученые пробуют разные подходы к этой проблеме. В прошлом году, например, сообщалось о двух прорывных достижениях. Во-первых, команда исследователей из Массачусетского центрального госпиталя совместно с сотрудниками Гарвардской медицинской школы вплотную приблизились к созданию искусственно выращенных сердец. Американские медики, взяв клетки кожи взрослого человека, перепрограммировали их и вырастили ткани человеческого сердца в лабораторных условиях, о чем сообщили в журнале Circulation Research.
В будущем это должно привести к выращиванию полноценных бьющихся сердец из клеток тех людей, которым необходима пересадка органа. Очевидный минус данной технологии — исключительная дороговизна, свойственная любой технологии искусственного выращивания.
Второй прорыв совершили исследователи из Национального института здоровья США в сотрудничестве с несколькими международными университетами и организациями. По сообщению Nature, они сумели пересадить сердце свиньи в брюшную полость бабуина, где оно успешно прожило 945 дней. В экспериментах использовались свиньи, генетически модифицированные таким образом, чтобы предотвратить свертывание крови при пересадке органа в тело примата. Свиное сердце было помещено в брюшную полость бабуина и подключено к его кровеносной системе. Собственное сердце примата осталось на своем месте. Кроме того, врачи давали бабуину препараты, подавляющие иммунитет, чтобы предотвратить отторжение органа. Таким образом, внутри примата одновременно бились два сердца.
Исследователи предполагают, что в дальнейшем можно будет освоить замену сердца примата на сердце свиньи. Очевидный минус данной технологии — свиное сердце не будет полноценной заменой, а многие люди сочтут неприемлемым для себя продлевать жизнь таким способом.
В Институте Солка избежали обоих этих минусов. Зачем пересаживать человеку свиное сердце, если можно пересадить человеческое, более того, выращенное из собственных клеток пациента. И зачем выращивать его в сложнейшем биотехнологическом аппарате, если можно использовать для этой цели организм свиньи или другого крупного млекопитающего.
Когда можно будет записаться в очередь?
Руководитель группы исследователей в Институте Солка профессор Бельмонте признает, что еще очень далеко до того времени, когда можно будет использовать животных для выращивания человеческих тканей и органов. Пока что ученые сделали хоть и большой, но только первый шаг к этой цели.
Освоенная технология выглядит так. Человеческие стволовые клетки (это клетки, способные к превращению в клетки любых органов и тканей) через крошечные иглы впрыскивают в эмбрион свиньи. Подчеркнем, что никаких манипуляций с генами не производится, никто не смешивает гены свиньи и человека. Затем этот эмбрион, в котором крохотная часть (одна клетка из 10 тыс.) от человека, имплантируется в свиноматку.
Исследователи давали зародышам развиваться в течение 28 дней, после чего извлекали их и смотрели на результат. Оказалось, что эффективность данной технологии пока еще очень низкая. Из 2075 имплантированных эмбрионов продолжили рост только 186. Зато у последних были обнаружены вкрапления человеческих тканей. "Это первый раз, когда человеческие клетки росли внутри крупного животного", — подчеркивает профессор Бельмонте.
По его мнению, низкая эффективность метода вызвана большими различиями между организмами человека и свиньи. К тому же беременность у свиньи гораздо короче — она длится менее четырех месяцев. "Это похоже на то, как если бы кто-то попытался перескочить с одной машины, едущей по шоссе, на другую, которая мчится вдвое быстрее. Результатом, скорее всего, будет несчастный случай", — объясняет профессор. Но у него есть идея, как можно решить эту проблему. Вместо свиней можно использовать коров — они вынашивают телят около девяти месяцев.
Впрочем, существует множество других трудностей, которые необходимо преодолеть, прежде чем исследователи смогут похвастаться полноценными человеческими органами, выращенными в организме свиньи или коровы. И даже после этого потребуется немало времени, чтобы медицинские власти и общественное мнение дали свое добро на внедрение этой технологии. Поэтому даже оптимисты говорят о сроках не в несколько лет, а в несколько десятилетий.
Японцы могут обогнать американцев в выращивании органов
К той же цели, что и ученые из Института Солка, стремятся исследователи из Университета Токио. Им удалось, как сообщил 26 января японский телеканал NHK, первыми в мире вырастить полностью функционирующий орган одного вида в теле существа другого вида. В отличие от американцев японцы не брали два таких далеких вида, как свинья и человек. Зато они уже реально вырастили поджелудочную железу мыши в теле крысы.
Для эксперимента ученые использовали стволовые клетки мыши. Эти клетки были пересажены крысе в область ее родной поджелудочной железы. Под влиянием местных факторов и особых препаратов (названия которых пока держатся в секрете) в теле крысы начала формироваться новая поджелудочная железа. После срока полного созревания она была пересажена мыши, и в ходе обследования выявлено, что орган функционирует абсолютно нормально, как будто все время там и был.
Токийские исследователи в ходе следующего этапа своих экспериментов планируют вырастить органы обезьяны в теле свиньи. Вполне возможно, японцы первыми подберутся к той цели, которую наметили американцы: вырастить в организме другого вида человеческие органы.
