Стволовые клетки и клонирование

Я до сих пор вспоминаю, как несколько лет назад воскресным вечером мне домой позвонил репортер и попросил высказать мнение о статье, подготовленной для публикации в известном журнале. Статья сообщала о появлении на свет клонированной овцы Долли – событии поразительном и беспрецедентном. Практически все ученые (не исключая и меня) были уверены, что клонировать млекопитающее не удастся: хотя в каждой клетке организма содержится полный набор «инструкций» по его построению, необратимые изменения ДНК не позволят в точности повторить процесс. Мы ошибались. В течение последнего десятилетия открытия, следующие одно за другим, выявляют удивительную и совершенно неожиданную пластичность клеточных типов у млекопитающих. Это, в свою очередь, вызвало к жизни дискуссию о потенциальных выгодах и опасностях, связанных с такого рода исследованиями. Разногласия в обществе весьма значительны, и не похоже, чтобы они шли на убыль.

Особенно яростный спор разгорелся вокруг человеческих стволовых клеток; чтобы изложить его суть, мне понадобится сделать некоторые терминологические разъяснения. Стволовой называется клетка, способная развиться в клетки нескольких различных типов. Например, стволовые клетки костного мозга могут давать начало эритроцитам, лейкоцитам, клеткам костной и даже – в определенных условиях – сердечной мышечной ткани. Такого рода стволовые клетки называются взрослыми, в отличие от эмбриональных.

Человеческий эмбрион начинается с одной клетки, возникающей в результате слияния сперматозоида и яйцеклетки и феноменально гибкой. Из нее образуются клетки печени, головного мозга, всех остальных сложнейших тканей – в общей сложности более ста триллионов клеток, составляющих взрослый человеческий организм. На настоящий момент можно считать твердо установленным, что эмбриональная стволовая клетка обладает большей, чем взрослая, способностью к устойчивому самовоспроизведению и превращению в клетки специализированных типов. Но таковы (по определению) только клетки эмбриона на очень ранней стадии развития, когда он представляет собой крошечный шарик не крупнее точки в конце этого предложения.

Что же касается Долли, то ее организм сформировался из клетки, которая вообще не была стволовой – ни эмбриональной, ни взрослой. По-настоящему сенсационный и неожиданный аспект эксперимента заключался в использовании процесса, не встречающегося в природе и совершенно беспрецедентного для млекопитающих, – пересадки ядра соматической клетки (somatic cell nuclear transfer, SCNT). Как показано на рис. П.1, этот процесс начался с клетки, взятой из вымени взрослой овцы (донора). Из клетки извлекли ядро с полным набором ДНК овцы-донора и пересадили его в цитоплазму яйцеклетки, насыщенную необходимыми для развития белками и сигнальными молекулами.

Собственное ядро яйцеклетки было предварительно удалено, так что генетические инструкции из него поступать не могли, но среда для распознавания и выполнения этих инструкций имелась. Попав в зародышевое окружение, ДНК из клетки вымени фактически вернулась в прошлое – все изменения, которые претерпела генетическая информация при формировании специализированной клетки, участвующей в выработке молока, оказались стерты, и ядро перешло в первичное недифференцированное состояние. После имплантации назад в матку овцы-донора яйцеклетка с пересаженным ядром развивалась так же, как обычная, и в итоге родилась Долли – овца с ДНК, полностью идентичной донорской.

Рис. ПЛ. Пересадка ядра соматической клетки

Известие о неожиданной гибкости инструкций генома взбудоражило научную и медицинскую общественность. Благодаря этому открытию появляется реальная возможность узнать, каким образом стволовые клетки приобретают специализацию, становясь клетками печени, почки или головного мозга, – впрочем, немало позволяют здесь выяснить и исследования стволовых клеток животных, не вызывающие беспокойства с точки зрения этики. По-настоящему взволновала медиков перспектива – хотя пока и не подтвержденная – создания на основе данного подхода принципиально нового метода лечения. Многие хронические заболевания связаны с преждевременной гибелью какой-то определенной разновидности клеток. Если у вашей дочери подростковый диабет (1-го типа), он возник из-за того, что клетки ее поджелудочной железы, отвечающие за выработку инсулина, подверглись иммунной атаке организма и были уничтожены. Если у вашего отца болезнь Паркинсона, ее причина – в разрушении нейронов определенной части головного мозга, так называемой черной субстанции (substantia nigra), из-за чего перестал действовать нормальный путь управления двигательными функциями. Если кто-то из ваших родственников стоит в очереди на пересадку печени, почки или сердца, это значит, что его собственный орган настолько поражен, что уже не сможет восстановиться самостоятельно.

Если бы удалось найти средство регенерации поврежденных тканей или органов, это позволило бы эффективно лечить и даже полностью излечивать целый ряд хронических болезней, которые сейчас неизбежно прогрессируют и заканчиваются смертью пациента. Поэтому тема «регенеративной медицины» вызывает огромный интерес ученых-медиков, и самые большие надежды возлагаются на стволовые клетки.

Тем не менее вокруг исследования человеческих стволовых клеток начались бурные дебаты – социальные, этические и политические. Эмоциональный накал, непримиримость участников и та страсть, с которой каждый из них отстаивает свою точку зрения, почти беспрецедентны, и в буре спора часто теряются научные детали.

Во-первых, мало кто станет утверждать, что с терапевтическим использованием взрослых стволовых клеток связаны какие-то новые и серьезные этические проблемы. Такие клетки могут быть получены из тканей человека, который уже живет. Далее потребуется «убедить» клетку трансформироваться в тип, необходимый для лечения болезни человека. Например, если бы мы знали, как превратить небольшое количество стволовых клеток костного мозга в очень большое количество клеток печени, то могли бы создать аутотрансплантат печени прямо из собственного костного мозга пациента.

Хотя в изучение взрослых стволовых клеток вкладываются значительные средства и исследования уже принесли некоторые обнадеживающие результаты, на сегодня еще не выяснено, все ли типы тканей могут быть восстановлены с помощью таких клеток. В качестве потенциальных альтернатив рассматриваются использование эмбриональных клеток и пересадка ядра соматической клетки.

Стволовые клетки, полученные из человеческих эмбрионов, должны иметь исключительный потенциал по формированию любых типов тканей (ведь такое формирование происходит при нормальном развитии). Но здесь закономерно возникает фундаментальная этическая проблема. Эмбрион – это потенциальная человеческая жизнь. Взятие из него стволовых клеток обычно приводит к его разрушению (хотя предложено небольшое число методик, при которых выживание возможно), а значит, данное направление исследований и соответствующие методы лечения категорически неприемлемы с точки зрения тех, кто считает, что жизнь начинается с зачатия и священна с первого момента.

Люди, придерживающиеся более умеренных взглядов, отстаивают, часто очень горячо, допустимость подобных исследований. Позиция участника дискуссии существенно зависит от его мнения по следующим вопросам.

Дата добавления: 2015-07-16