Hi-Tech

Выращивать человеческие органы у свиней. Что может пойти не так?

Первая химера, которую Хуан Карлос Исписуа Бельмонте создал в 1992 году была значительно менее страшной: она состояла из эмбриональной конечности мыши, привитой на крыло куриного эмбриона. Для древних греков химера была зловещим существом — частично лев, частично коза и частично змею. Он был очарован тайнами экспрессии генов — биологическими сигналами, которые управляют развитием животного — и чистым потенциалом эмбриональных клеток. В то время Бельмонте был молодым ученым, работающим в лаборатории в Гейдельберге, Германия.

В зрелости они оказываются совершенно разными организмами, но начинают практически с одного и того же. Возьмите любое позвоночное: курицу, свинью, человека. Как еще ученые могут изменить сигналы, определяющие, каким станет существо? Бельмонте начал задумываться: если мышиная лапка может прижиться на курином крыле, что еще может быть возможным?

Можно ли вырастить из одного существа другое?

Будучи ребенком бедных, малообразованных родителей в сельской местности на юге Испании, он был вынужден на несколько лет бросить школу, чтобы содержать семью, работая на ферме. Интерес Бельмонте к гибкости эмбрионов был, в некотором смысле, личном. И только в подростковом возрасте он вернулся в класс — и с этого момента быстро перешел от философии (любимыми были Ницше и Шопенгауэр) к фармакологии и генетике.

Как и его коллеги по всему миру, он размышлял над тем, как использовать новый мощный инструмент в арсенале этой дисциплины — платформу редактирования генов CRISPR-Cas9. К 2012 году Бельмонте стал одним из выдающихся мировых биологов, работая в собственной лаборатории в Институте Солка в Ла-Холье, штат Калифорния, и еще в одной в своей родной Испании. Только в США около 100 000 человек находятся в очереди на трансплантацию органов в любой конкретный момент, и около 8000 из них умирают каждый год из-за отсутствия доноров. После появления первых серьезных работ по CRISPR, Бельмонте быстро нашел себе цель. Он надеялся использовать новую технику редактирования генов, чтобы превратить тела крупного скота в инкубаторы для человеческих сердец, почек, печени и легких. По мнению Бельмонте, CRISPR и химеры могут стать решением.

Используя CRISPR, он и его команда удалили гены, которые позволили животным вырастить несколько органов, включая глаза, сердце и поджелудочную железу. Поиски Бельмонте начались с исследований на мышах. Затем, клетки крыс заменили недостающие органы и животные прожили нормальную мышиную жизнь. Вместо того, чтобы позволить этим измененным эмбрионам мыши развиваться самостоятельно, ученые Солка ввели в смесь некоторые стволовые клетки крыс. Они ввели стволовые клетки человека 1500 эмбрионам обычных свиней, затем имплантировали эти эмбрионы свиноматкам. К 2017 году Бельмонте и его коллеги перешли к более крупным испытуемым. Это был скромный успех. В течение примерно 20 дней некоторые из них превратились в химер человеко-свиней. Но эксперимент был успешным: это были первые химерные эмбрионы, созданные путем слияния двух крупных, отдаленно связанных видов. Эмбрионы были в большей степени свиными, нежели человеческими: на 100 000 свиных клеток была 1 человеческая.

Но второй шаг — заставить человеческие клетки прижиться у свиней с более высокой скоростью — оказался чертовски трудным. Как и в случае с мышами и крысами, Бельмонте планирует использовать CRISPR для отключения стремления свиньи создавать свои собственные органы, а затем заполнить пробел человеческими клетками. Эффективность человеко-свиней не особо высока. «Эффективность мыше-крыс очень хороша. Сегодня в лаборатории Бельмонте проводится сложный процесс проб и ошибок — ученые проверяют, как различные клетки животных и человека взаимодействуют между собой, в надежде применить полученные сведения к химерам свиней и людей. В этом проблема». С применением традиционных методов им бы понадобились «сотни лет». Но даже этот кропотливый процесс, по мнению ученых, по меркам предыдущих лет происходит очень быстро. Но благодаря CRISPR мы можем очень быстро собирать множество генов и модифицировать их.

Древние люди считали химер плохим предзнаменованием, и современные люди относятся к ним аналогично — особенно, когда граница между человеком и животным размывается. Если CRISPR помог Бельмонте в его амбициях, он также отправил его по адресу одной из самых тернистых этических областей науки. В 2015 году Бельмонте узнал, что претендует на Pioneer Award, один из самых престижных и щедрых грантов Национального института здравоохранения. В своем обращении 2006 года президент США Джордж Буш назвал создание таких гибридов одним из «самых вопиющих злоупотреблений в медицинских исследованиях». В том же году НИЗ приостановил федеральное финансирование любых исследований, посвященных внедрению человеческих стволовых клеток в эмбрионы животных, сославшись на необходимость обдумывания этических проблем. Затем оказалось, что по этой линии работу приостановили — из-за его работ с химерами. Бельмонте в конечном итоге получил Pioneer Award, однако большую часть экспериментов со свиньями в Испании проводил за собственный счет. Год спустя мораторий пообещали отменить, однако пока что финансирования нет.

Например, если слишком много человеческих клеток попадет в мозг свиньи, то животное теоретически может развить новые виды сознания и разума. Джон де Во, директор отделения клеточной и тканевой инженерии в Университетской больнице Монпелье во Франции, запросто представляет наихудшие сценарии с участием свиных химер. «Было бы ужасно представить форму человеческого сознания, запертую в теле животного», говорит де Во. (В 2013 году ученые из Рочестера, штат Нью-Йорк, ввели мышам клетки человеческого мозга — и мыши оказались умнее своих сверстников). Даже если бы вы могли убить животное для извлечения его органов, с чем не согласятся многие активисты по защите животных, несомненно, было бы чудовищно убить существо с человекоподобным интеллектом, чтобы отнять у него поджелудочную железу. Что, если ученые непреднамеренно создадут свинью, способную осмыслить собственные страдания, с чувством моральной несправедливости?

Используя редактирование генов, по его словам, ученые смогут предотвратить колонизацию мозга свиньи человеческими клетками. Бельмонте предлагает прямое решение этой проблемы: нужно больше CRISPR. Это еще один сценарий, который заставляет биоэтиков морщиться. Подобные вмешательства могут помешать человеческой ДНК проникнуть в зародышевую линию свиньи — чтобы она не передавалась будущим поросято-людям. «В лаборатории есть технологии, которые могли бы помочь нам избежать этих этических проблем», говорит Бельмонте.

Он и его команда также проводят множество экспериментов по эпигенетическому редактированию — вариации CRISPR, которая модулирует экспрессию генов, а не взламывает саму последовательность ДНК. Исследования химер — лишь одно из крупных направлений, которые разрабатываются в лаборатории 58-летнего Бельмонте с использованием CRISPR. Можно сказать, ученые пытаются одолеть само старение. Благодаря этому, полностью обращаются симптомы диабета, заболеваний почек и мышечной дистрофии у мышей.

Оба ученых заинтересованы в доказательстве ценности редактирования генов и создания химер. «Он раздвигает границы того, на что мы способны в настоящее время», говорит Пабло Хуан Росс, профессор кафедры зоологии в Калифорнийском университете в Дэвисе, который проводит эксперименты с химерами на свиньях и овцах в своей собственной лаборатории. Росс делает ставку на то, что мы не можем отказаться от технологий, которые позволят нам выращивать органы в животных, не дожидаясь, пока очередной подросток погибнет в автомобильной аварии.

Он решил уничтожить первые плоды эмбриональных химерных свиней в течение первого триместра, не дожидаясь, пока они разовьются в нечто более этически сложное — несмотря на тот факт, что в Испании, где они были выращены, правила позволили бы Бельмонте умертвить животных в любое время. Но Бельмонте не спешит, несмотря на собственную нетерпеливость. «Нам нужно узнать гораздо больше, прежде чем использовать CRISPR на людях», говорит он. И он осторожно относится к редактированию генов у людей. «Я бы пока не решился вынести его за пределы лаборатории».

Должны быть также обстоятельные дебаты на тему редактирования генов — и голос должен быть не только у ученых, но и у врачей, общественности и правительства. Прогресс должен быть не только в науке. Но на уровне страны было решено применить эти результаты для бомбардировки Хиросимы — не на уровне ученых». Де Во соглашается: «Эйнштейн провел фундаментальные исследования в области физики.

Это может изменить нашу собственную эволюцию, наш собственный вид. Бельмонте твердо уверен, что сегодня ученые находятся на пороге излечения болезней, обращения вспять старения и спасения жизней с помощью выращенных органов.

Расскажите в нашем чате в Телеграме. Вы согласны с ним?

Теги
Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть