Поросята-химеры и человек-ГМО

Фото: Ann.az

Какие революционные научные эксперименты проводят китайские учёные и к чему они могут привести

Алексей Капустин

27 января, 2020 10:27

8 мин

Учёные из Поднебесной проводят неоднозначные эксперименты, которые в перспективе могут изменить восприятие самого главного, что у нас есть — жизни. На фоне тревожных новостей о распространении коронавируса деятельность китайских биологов не может не вызывать определённый интерес и в каким-то смысле тревогу.

В частности, по-настоящему революционное открытие сделали генетики Нанькайского университета. В прошлом году они создали мышей из гранулёзных клеток — материи, которая окружает незрелые яйцеклетки (ооциты).

Российские СМИ допустили неточность, сообщив китайцы вывели мышей из «искусственной клетки». Гранулёзные клетки не представляют собой «неживую» материю, другое дело, что, как считалось ранее, из них невозможно вывести эмбрион.

Однако нанькайские генетики смогли «перепрограммировать» гранулёзные клетки, ответственные за выработку гормонов, управляющих овуляцией и менструальным циклом. Поместив их в специальную питательную среду, учёные получили ооциты GPSC4, ставшие потом зрелыми яйцеклетками. После оплодотворения эмбрионы подсадили самочкам.

«Суррогатные матери» родили абсолютно здоровое потомство, которое в свою очередь успешно размножалось. Такой эксперимент проводился впервые и, как отмечают нанькайские генетики, имеет большое значение для развития репродуктивной биологии человека.

«Удалось показать, что можно выращивать здоровые организмы без участия яйцеклетки. Но надо понимать, что перенос результатов этих опытов в медицинскую практику состоится ещё не скоро. Необходимо проверить безопасность технологии, изучить её эффективность в экспериментах на приматах и других животных», — говорит профессор Нанкайского университета Лин Лю

Изучение нового метода ЭКО (экстракорпорального оплодотворения) займёт много времени. Однако можно не сомневаться, что китайские учёные доведут эксперимент с гранулёзными клетками до стадии медицинской практики.

Тем более, в КНР из-за недавней отмены закона о запрете на рождение второго ребёнка достаточно слабо развита процедура ЭКО. Нередко граждане Поднебесной обращаются за помощью к российским специалистам, услуги которых стоят дешевле европейских коллег.

Очень активно китайцы развивают программу выращивания де-факто человеческих органов внутри животных. В конце 2019 года учёные из Института зоологии Китайской академии наук сообщили, что смогли получить так называемых поросят-химер. Осенью на свет появились две свинюшки с клетками обезьяны, а точнее — макаки-крабоеда, который относится к семейству мартышковых.

Хрюшки быстро умерли из-за неудачной процедуры ЭКО. Однако они оказались первыми в мире животными-химерами, прошедшими все этапы эмбрионального развития. Как выяснили учёные, клетки макаки были распределены по всему организму, но больше всего их оказалось в сердце, печени, селезёнке, лёгких и коже. Китайские зоологи намерены повторить эксперимент, увеличив долю клеток приматов в организме поросят

Конституция внутренних органов (размеры и строение) свиньи, как известно, близка к Homo sapiens. Предполагается, что в перспективе хрюшек можно использовать в качестве инкубаторов для выращивания органов, которые пригодны для пересадки человеку. В науке этот процесс называется ксенотрансплантацией.

Однако у свиней и Homo sapiens разные геномы — велика вероятность, что человеческий организм будет отторгать пересаженные органы. Иными словами, наука рассчитывает создать «генно-модифицированную» (химерную) хрюшку, в которой будут человеческие клетки. Это и есть химера (организм из двух или более наборов разнородных клеток), которая могла бы стать донором для человека.

Эксперименты в основном ведутся с животными. Учёные пересаживают им органы и клетки других видов и смотрят на изменения, которые потом происходят. Например, до появления китайских хрюшек-химер японские исследователи смогли вырастить поджелудочную железу мыши в теле крысы.

Также учёные ставят опыты с использованием человеческих тканей. В 2017 году в США международная группа генетиков получила полноценные химерные зародыши свиньи с клетками человека.

«Работа над этой проблемой заняла четыре года. Мы явно недооценивали, как много усилий понадобится для реализации этой задачи. Это первый важный шаг на пути выращивания органов человека в теле свиньи. Сейчас нам нужно понять, как заставить клетки человека превращаться в нужные органы, чтобы реализовать нашу реальную задачу — научиться выращивать трансплантируемые органы», — цитирует журнал Cell Хуана Бельмонте, научного сотрудника института Салка в Ла-Хойе (США)

Для изменения ДНК учёные применяли геномный редактор CRISPR/Cas9. Он позволил стволовым клеткам человека прижиться в зародышах свиней. Две трети зародышей успешно развивались. Однако эксперимент был прекращён по этическим и правовым причинам. На тот момент зародышам-химерам было 28 дней.

Дальнейшее продвижение работы исследователи связывают с отменой законодательных ограничений и изменением отношения властей и гражданского общества к экспериментам по вживлению клеток человека.

Дело в том, что родившееся на свет животное-химера будет, если так можно сказать, немного человекоподобным. Например, вполне вероятно, что человеческие клетки будут участвовать в формировании головного мозга зародыша.

Однако в ряде стран постепенно снимаются правовые рестрикции для проведения исследований с клетками человека. Так, в планах японских учёных — ввести стволовые клетки человека в эмбрион генно-модифицированной крысы. Ожидается, что у животного вырастет человеческая поджелудочная железа, но успешный результат пересадки, естественно, гарантировать нереально.

В КНР остаётся достаточно жёсткое законодательство. Но несмотря на это, любопытство учёных Поднебесной не знает меры. В декабре прошлого года группа китайских генетиков получила тюремные сроки за создание первых генетически модифицированных детей. Руководил этим противозаконным и крайне спорным с медицинской и морально-этической точек зрения проектом профессор Шэньчжэньского университета Хэ Цзянькуй, считающийся одним из самых талантливых генетиков КНР.

Эксперимент осуществлялся за собственные деньги учёного (он является совладельцем семи успешных компаний, занимающихся биоинженерией). Правда, пары, над которыми проводились опыты были введены в заблуждение, и не знали, что деятельность Хэ Цзянькуя нарушает закон (профессор демонстрировал людям поддельное заключение комиссии по этике). Сам он считает, что его поступок история непременно оправдает

Что же сделал Хэ Цзянькуй? Учёный нарушил табу и отредактировал геном человека для того, чтобы бесплодные ВИЧ-инфицированные люди могли не только иметь здоровое потомство, но и иммунитет к вирусу иммунодефицита.

В эксперименте участвовали восемь пар, проходивших программу ЭКО. Все мужчины были носителями ВИЧ. 25 ноября 2018 года профессор опубликовал в YouTube видеоролик, в котором сообщил, что результатом его «проекта» стало рождение девочек-близнецов Лулу и Нана, обладающих врождённым иммунитетом к заражению ВИЧ.

Технология генетического вмешательства (CRISPR) была применена на эмбриональной стадии. Хэ Цзянькуй удалил участок ДНК, известный как CCR5, который отвечает за восприимчивость человека к заражению вирусом иммунодефицита.

Однако часть коллег Хэ Цзянькуя убеждена, что подобная деятельность носит опасный характер. Проблема в том, что вмешательство в геном человека пока ещё слабо изучено. Никаких достоверных сведений о долгосрочных последствиях такого редактирования не существует. В частности, непонятно, каким будет потомство генномодифицированных людей, какое влияние окажет удаление CCR5 или других участков ДНК. Не стоит забывать, что главный лозунг мировой медицины — не навреди.

Отдельное беспокойство вызывает бурное развитие китайской генетики и «подпольные» эксперименты в этой области. Сколько ещё в Поднебесной фанатиков наподобие Хэ Цзянькуя? Не станет ли деятельность учёных КНР источником новых вызовов для всего человечества?