Газета «Наш Мир»

     Наймарк Елена Борисовна – биолог. Родилась в Москве. Окончила биологический факультет МГУ им. М. В. Ломоносова. Доктор биологических наук. Лауреат премии Раусинга за лучшую работу по палеонтологии (1998). Автор многих научных работ. Постоянно публикует научно-популярные статьи на сайте "Элементы" (). Живет в Москве. В "Новом мире" публикуется впервые.

      Весной 2008 года в мировой прессе появилось множество сообщений о том, что ученые создали гибрид человека с коровой. Это были и научные статьи, и популярные сообщения разной направленности, и, естественно, огромное число статей, касающихся этической стороны этого открытия.

      Если в поисковике набрать ключевые слова "корова – человек – гибрид", то получим около полумиллиона ссылок. Отправной точкой этого бума стала лекция профессора Лила Армстронга (Lyle Armstrong) из Университета Ньюкасла, в которой он рассказал о результатах своих новых исследований. Речь шла о создании химерного эмбриона: в яйцеклетку коровы с удаленным ядром внедрили ядро человеческой клетки, затем заставили этот гибрид делиться и расти. Через шесть дней рост полученного клеточного образования прекратили, хотя, по словам исследовательской группы, эксперимент можно было бы продолжать и дальше, до законодательно разрешенных двух недель. Рост этого зародыша (эта стадия называется бластоцистой) был остановлен на уровне 32 клеток – этого как раз достаточно для создания новых линий человеческих стволовых клеток. Каждая из внутренних клеток бластоцисты может в дальнейшем превратиться практически в любую клетку взрослого организма.

      Культуры человеческих стволовых клеток необходимы для разного рода исследовательских работ. Уже тривиальным местом стало утверждение, что на базе исследований культур стволовых клеток ученые разрабатывают новые технологии лечения многих болезней. Например, если не работают клетки так называемых бета-островков надпочечников – человек заболевает диабетом. Если перестают функционировать клетки миокарда – человеку угрожает инфаркт. Если происходит дегенерация нейронов – человек получает диагноз паркинсонизм или болезнь Альцгеймера.

      Можно пытаться лечить все эти болезни введением в организм тех веществ, которые должны вырабатывать, но не вырабатывают дефектные клетки – так сейчас и поступают медики. Другой путь – заменить дефектные клетки новыми. Для того чтобы отработать подобные методы, хорошо бы для начала эти новые суррогатные клетки иметь, то есть нужно научиться их производить, адаптировать к условиям данного организма, заставить работать на новом месте. Детальные наблюдения за процессами, происходящими на ранних этапах развития человеческого зародыша (бластоциста, морула, гаструла), помогают распознавать вещества и гены, которые регулируют процессы развития клеток. Если нам удастся понять все звенья специализации зародышевой клетки, то теоретически можно будет заставить клетку взрослого человека превратиться в стволовую.

      И вот тогда станет возможным получить необходимую для трансплантации культуру "родных" для пациента клеток. Но предстоит провести еще очень много исследований и экспериментов, чтобы достичь желанного результата.

      Проблема экспериментальной работы сегодня стоит не столько в сфере возможностей науки – наука признает принципиальную разрешимость каждого из звеньев создания терапевтических культур тканей, – сколько в отработке технологий. А технологии можно отрабатывать только в массовых экспериментах. Вспомним, в чем великая заслуга Луи Пастера. Сказать, что он научил нас побеждать страшные болезни – сибирскую язву и бешенство, открыл возбудителей многих болезней, – будет не совсем правильно. Главное его достижение – разработка технологии выращивания микроорганизмов в лабораторных условиях. Этим Пастер дал возможность следующим поколениям биологов и медиков экспериментировать со штаммами, испытывать действенность препаратов, в том числе и антибиотиков, не говоря уже обо всех других отраслях биологии, работающих с микробами. Иначе говоря, Пастер открыл возможность проведения массовых экспериментов. Именно они в XX веке привели к революции в медицине. Экспериментаторы, имеющие дело с человеческими стволовыми клетками, пока такой возможности не имеют. Потому и прогресс в терапевтическом использовании стволовых клеток невелик: все остается на уровне сложных, но принципиально выполнимых идей и редких успешных экспериментов.

      Задача создания лабораторных линий человеческих клеток, то есть культуры клеток, понятна каждому исследователю. Культуру стволовых клеток можно создать из яйцеклетки человека, поддерживая делящиеся клетки в недифференцированном состоянии. Если дать клеткам в культуре развиваться "по своему желанию", то они довольно быстро потеряют свойство плюрипотентности, то есть способности превращаться в клетку той или иной ткани. А ведь именно это свойство и является наиболее важным. Ученым удалось подобрать условия, в которых стволовые клетки сохраняют плюрипотентность, и сейчас в мире поддерживается семь таких лабораторных линий. Семь – это ничтожное количество для масштабных задач исследований в области стволовой терапии. И основная проблема заключается в дефиците исходного материала: где ученым в массовом количестве находить человеческие яйцеклетки? Поэтому вполне оправданно и естественно выглядит желание ученых получить материал для культур человеческих стволовых клеток из яйцеклеток животных. Этого материала пока хватает.

      Такова фактическая завязка истории с созданием человеческого зародыша на основе коровьей яйцеклетки, своего рода нью-минотавра. Успеху этого эксперимента предшествовали десятилетия поисков эмбриологов и генетиков во всем мире. Об этом стоит, пожалуй, рассказать подробнее. Иначе может сложиться впечатление, что такие работы можно провести вдруг, и химерные монстры внезапно свалятся на голову мирному обывателю.

      От Ромула до наших дней

      В Древнем мире гибриды человека и животных не считались такой уж редкостью. Несмотря на то что люди их не видели, чуть ступив за пределы обыденного восприятия, они немедленно плодили в фантазиях гибриды. Сфинкс – печальное создание с головой женщины и телом льва. Божественная львиная сущность дала ей мудрость узреть все дела земные, в том числе и собственную кончину, человеческая натура (тем паче женская) проявила исключительно коварную изворотливость, чтобы эту кончину отдалить. Минотавр – человек с бычьей головой, сын юной Пасифаи, рожденный от связи с богом Посейдоном. Коварный морской властитель в образе быка явился к девице, страдающей от отсутствия мужней ласки, и та не смогла устоять. Минотавр считался злобным чудищем, но все же он был сыном бога, и потому относились к нему с уважением. В греческой же мифологии встречаем кентавров – чудищ с конским торсом и человечьей головой. Кентавры ведут свой род от сына Аполлона и нимфы Нефелы. Правда, греки расходились во мнениях относительно праматери кентавров, но так или иначе божественное начало гибрида явно прослеживается. В лесах вместе с Дионисом бродил и козлоногий и покрытый шерстью бог Пан, сын Гермеса. Пели Одиссею прекрасноголосые сирены – птицы с женскими головами.

      Когда античная вольница сменилась Средневековьем, гибридные чудища не исчезли: суровые обычаи Средневековья не могли сдержать человеческого воображения. В книгах средневековых путешественников на все лады повторяются истории встреч с псоглавцами – обитателями далекой Индии, на крышах католических соборов уселись горгульи – человеческое тело с головой и с крыльями монстра. Повсюду в водоемах расселились русалки. Нужно, правда, заметить, что божественное рождение этих чудищ уже не утверждается. Люди склонны были считать этих гибридов результатом соития человека и животных, а русалок – утопившимися от любви девицами. Но если в античности гибриды все же представляли собой что-то божественно-нереальное, то средневековые гибриды приобрели вполне материальную природу, и многие люди их даже "видели". Например, Генри Гудзон, замечательный английский мореплаватель и исследователь, описал свою встречу с русалкой в прибрежном заливе как нечто само собой разумеющееся. Он отметил, что это была женщина, резвившаяся в воде, с черными длинными волосами, бледной кожей и дельфиньим хвостом. Описывал русалок и Христофор Колумб, наблюдавший их воочию у берегов Гвианы. Так что подобные создания в Средние века не считались чем-то совсем уж потусторонним. Мало того, алхимики вовсю трудились над созданием гомункулусов и химер – это была широко поставленная научная экспериментальная работа. Описано множество рецептов изготовления искусственных человечков, и не только их. Можно было изготовить алхимическим способом и василисков – петухов со змеиным телом. Естественно, такие опыты почитались черной магией и общественностью не поддерживались. Но так как все же опыт – мера правдоподобия теории, то искусственное производство гибридов и гомункулусов, читай – клонирование людей, признано было невозможным, а изготовление человеческих существ оставлено было целиком в ведении Бога. Но человеческое любопытство не остановишь.

      Ученый иезуит Ладзаро Спалланцани из Павии в XVIII веке поставил ряд экспериментов, покусившись на божественную монополию, даром что был священнослужителем. Он доказал возможность искусственного оплодотворения. Для начала он вполне успешно провел опыты по оплодотворению лягушек, тритонов, а потом и собак. Его опыты начинают историю практических исследований искусственного оплодотворения и создания клонов животных и человека.

      Двадцатый век – век селекционеров. Тогда, после переоткрытия законов Менделя и осознания их всеобъемлющей силы, селекция была признана мощным инструментом для создания новых форм животных и растений. Открыты и изучены природные межвидовые гибриды у животных и птиц, стал понятен немалый масштаб межвидового скрещивания в природе, на животных как следует отработана техника искусственного осеменения. Ученые-селекционеры принялись имитировать природное межвидовое скрещивание. Илья Иванов, русский ученый, специалист по искусственному осеменению животных, в конце 1920-х годов пытался скрестить человека с шимпанзе: ввел человеческую сперму самкам шимпанзе. Опыты эти были неудачными, но в то время ученые считали достижение результата принципиально возможным.

      При межвидовом скрещивании возникают три основные проблемы. Во-первых, физически неподходящие параметры для скрещивания. Эту проблему решают с помощью искусственного осеменения. Во-вторых, биохимические препятствия к слиянию неродственных половых продуктов, то есть к самому оплодотворению. Эту проблему решают физической и химической стимуляцией половых клеток in vitro, подсаживая затем оплодотворенные яйцеклетки в матку. В-третьих, получение нормального плодовитого потомства от гибридов. Природные гибриды, как правило, бесплодны (вспомним хотя бы мулов). Для селекционеров эта проблема самая трудная. Для ее решения найден обходной путь – получение полиплоидных родителей, то есть организмов с тройным, или четверным, или даже бо2льшим набором хромосом. Поэтому гаметы полиплоидных родителей несут несколько копий одной хромосомы. Это означает, что при скрещивании полиплоидных родителей разных видов их потомство будет иметь наборы хромосом и от одного и другого родителя, но в удвоенном числе копий. Тогда в половых клетках потомков осуществляется нормальное редукционное деление (число хромосом уменьшается вдвое). В результате потомство от межвидового скрещивания полиплоидов оказывается плодовитым и жизнеспособным. Учитывая серьезные успехи в изучении всех звеньев этого процесса, опыты по межвидовому скрещиванию были вполне удачными. Вспомним работы замечательного российского генетика Г. Д. Карпеченко, объединившего в одно целое капусту и редьку; академика Н. Цицина, именем которого назван Государственный ботанический сад, он скрестил пшеницу с пыреем; промышленное получение в 50 – 60-х годах гибридов типа бестера, совместившего в одном лице белугу и стерлядь; скрещивание различных форм тутового шелкопряда, которое осуществили блестящие генетики Б. Астауров и В. Струнников, и многие другие.

      Идеи о создании искусственных людей с улучшенными качествами тоже не остались без внимания, в особенности в начале XX века. Тогда стала вовсю развиваться евгеника – наука о создании идеального человека, своего рода реинкарнация алхимического гомункулуса. Но теперь для выведения идеального человека в соответствии с законами генетики следовало правильно подбирать родительские пары и включать в дальнейшее производство только удачных потомков. Идеология евгеники выглядела вполне здравой, так что казались допустимыми не совсем гуманные подходы к решению острых проблем. Среди таких проблем – кого считать правильными родительскими парами, куда девать отходы "евгенического производства"? Знаменитый писатель Герберт Уэллс изложил решение вполне в духе своего времени: "И как в Новой Республике будут относиться к низшим расам? К черным? К желтолицым?

      К евреям? К тому скопищу черных, коричневых, грязно-белых людей, которые не соответствуют новым запросам человечества? Что ж, жизнь есть жизнь, а не институт благородных девиц, и мне думается, что все они должны уйти. Этическая система новых республиканцев, та, что станет доминирующей во всем мире, будет прежде всего защищать эффективность и красоту в человеке – прекрасные сильные тела, чистый и мощный ум... А что до метода, с помощью которого природа последовательно сформировала мир, который не позволяет худому порождать худое, то... это смерть. Поэтому убийство стоит идеалов Новой Республики".

      Результатом попытки улучшить человеческую породу селекционным способом было, как мы помним, уничтожение фашистами многих народов и специальные базы для скрещивания истинных арийцев, сатирически-печально описанные в романе Богумила Грабала "Как я обслуживал английского короля". Селекционная работа по созданию сверхчеловека закончилась с падением фашизма (неофашисты не в счет – они не в состоянии развернуть крупномасштабную исследовательскую работу). Этические и гуманистические запреты на евгенику фашистского толка совпали по времени с разворачиванием другой, более перспективной области – эмбриональной инженерии. Уже в 60 – 70-х годах XX века стало очевидно, что селекционные возможности серьезно уступают возможностям генетического конструирования.

      В 70-х годах британцу Джону Гёрдону удалось вырастить особых лягушек. Он брал у лягушек яйцеклетки, удалял из них ядра и на их место имплантировал ядра клеток тканей взрослых лягушек. Некоторые эмбрионы нормально развивались, даже проходили метаморфоз, превращаясь из головастика в лягушонка с ножками. Генотип существа принципиально ничем не отличался от генотипа донора клеточного ядра. Получился лягушачий клон. Если с лягушками все получилось, почему бы не создать клоны млекопитающих, человека? Общество вполне уяснило, что такую возможность ученые получили. В связи с реальностью клонирования поднялась волна демонстраций, студенты атаковали здание, где Гёрдон делал доклад про опыты с лягушками. Демонстранты требовали запретить клонирование. Они считали, что первым делом биологи станут клонировать Гитлера и Сталина. После этого открытия заметным явлением общественной жизни стали фильмы и литературные произведения с клонами в главной роли. Что встревожило человечество в связи с клонированием, если не брать в расчет анекдотические страхи насчет Сталина и Гитлера?

      Писатель-фантаст Кир Булычев, ответственно относившийся к достижениям науки, в 1980 году написал роман "Чужая память" именно о таком человеческом клоне. В романе клон, выращенный из клетки взрослого человека (а донором клетки, естественно, был главный разработчик, отец-основатель технологии), сразу становился вполне сформированным юношей. В процессе роста ему передавалась аs is личность, память и мысли донора на момент взятия донорской клетки. Главный вопрос, волновавший Кира Булычева и, по-видимому, общество 70-х, – это вовсе не будничный героизм ученых тружеников, решающих с помощью внезапных озарений загадки человеческой природы.

      В том, что все технические препятствия клонирования будут преодолены, сомнений не было, и не на этом фокусировался беспощадный взгляд писателя. Оказывается, общество заботили нюансы психики клона. Ведь новорожденный взрослый не станет самостоятельной личностью, он вынужден будет неизбежно повторить судьбу своего донора, у него не будет детства, собственного опыта, собственных воспоминаний... Нельзя же так безжалостно лишать человека личности! Правда, клон в романе Кира Булычева все же приобретает личность и начинает жить собственной жизнью, но момент обретения личности описан не слишком ясно: писательский талант в данном случае обратился больше к страданиям эго обезличенного существа.

      Последняя декада XX века. Самыми горячими становятся исследования в области стволовых клеток и геномики. Очевидна колоссальная потенциальная важность этих областей науки. Стволовые клетки, как выяснилось в 80-х годах XX века, могут превратиться в любую клетку человеческого тела. Это означало, что терапевтическая регенерация собственных тканей человека может стать реальностью, нужно только понять, как управлять делением и специализацией этих волшебных эмбриональных клеток. Революцию в генетике обеспечили новые методы прочтения и анализа геномов, в том числе и так называемая ПЦР – полимеразная цепная реакция. Если раньше генетики оперировали хромосомами и отдельными генами, то теперь есть возможность прочитать всю нуклеотидную последовательность хромосомы. Это все равно что научиться измерять время не сутками, а секундами. Мало того, научившись расшифровывать, научились и складывать из отдельных нуклеотидов новые гены, внедряя их по своему желанию в любой участок хромосомы, то есть занялись генетическим конструированием. Инженер-генетик становится основной фигурой исследовательской работы, а уж если ему удается договориться о совместной работе с эмбриологом....

      Что может вместе эта ударная команда биологического фронта? Взять ген от одного организма и внедрить его в геном другого животного/растения/микроба. Или взять клетки одного организма и встроить в ткани другого, отключив предварительно с помощью сконструированных генов иммунный ответ. Или смоделировать на компьютере ген белка с нужными свойствами, синтезировать эту нуклеотидную последовательность и встроить в нужный организм. Или вообще пересадить геном одного организма в клетку другого и заставить это новое целое расти. Еще двадцать лет назад все это казалось фантастикой, а теперь описаниями подобных экспериментов полны научные журналы.

      Гибридами становятся любые животные и растения, в том числе и гибридами с человеческими свойствами. Вот, например, козы, у которых в молоке человеческие белки – лизоцим, антитромбин или лактоферрин. Им в геном встроили человеческие гены, которые заработали в новом окружении. Такие козы вполне успешно справляются с различными человеческими проблемами, например с выкармливанием младенцев. Считать ли эту кормилицу человеком или козой? По стати своей это коза, но молоко у нее с человеческими свойствами. Ну ладно, козы, мало ли какое у них молоко, тем более издавна козьему молоку приписываются всякие целебные свойства, ну пусть будет на одно полезное свойство больше. А что, если это будет не молоко, а кровь?

      В общности по крови уже появляется что-то мистическое, отраженное даже и в языке: "Мы с тобой одной крови". А если человек станет одной крови, скажем, со свиньей, пострадает ли человеческое самолюбие от подобного отождествления? А самолюбие свиньи? А ведь не так давно ученые вырастили такую свинью. В ткани ранних зародышей поросят встраивали стволовые клетки человека.

      У родившихся поросят кровь была наполовину свиная и наполовину человеческая; некоторые клетки крови несли сдвоенный геном и человека и свиньи. Это уже настоящий гибрид – свинья с человеческой кровью. "Зачем, – воскликнет обыватель, – эти изверги сотворили такое кощунство!" Да кощунство ли это? Теперь можно спокойно изучать человеческий иммунитет, болезни крови, реакции на лекарственные препараты, и вообще эти поросята были созданы для изучения передачи и купирования ВИЧ-инфекций. Неужели человечеству все это не нужно? Конечно нужно, поэтому, несмотря на психологическое неприятие массового налогоплательщика, такие исследования обязательно будут проводиться.

      Но выращивание свиней с человеческой кровью – это еще не посягательство на саму человечность. Все же человек считает себя разумным, поэтому разум – это квинтэссенция человеческой сущности, и мозг – ее материальный носитель. Можно ли сконструировать животное с человеческими мозгами? Можно. Такое животное смоделировали в 2005 году: это была мышь с 99% мышиных нейронов и 1% человеческих. Мышиному эмбриону в ткань зародышевого головного мозга пересадили стволовые клетки человека. Эти стволовые клетки начали делиться в нужном месте и в нужное время и сформировали у эмбриона нервные клетки, содержащие геном человека, но нормально контактирующие и образующие синапсы (межнейронные контакты) с "родными" мышиными нейронами. Эмбрион развивался вполне нормально, но экспериментаторы не решились довести дело до рождения этого существа. Страшно представить, что бы новорожденный подумал о себе, об экспериментаторах и об этом мире в целом. Хотя автор исследования Ирвинг Вейсман справедливо утверждает, что с успехом этого эксперимента мы уже очень близко подошли к решению проблем дегенерации нервной ткани и лечению болезни Альцгеймера и паркинсонизма. Тоже не хотелось бы отказываться от такой возможности.

      В конце XX века эксперименты с пересадкой кусочков клеточной массы стали уже вполне тривиальными, и ученые задались целью научиться пересаживать отдельно клеточные ядра. Иными словами, пересадка отдельных генов – задача решенная, пересадка отдельных органов и тканей – технологии тоже давно эксплуатируются, но можно ли переместить ядро с информацией о развитии целого организма в другую клетку? Теоретически пересаженное ядро должно заставить любую клетку развиваться в соответствии со своей геномной программой. Соответствует ли эта гипотеза практике? Реальность этого предположения доказала знаменитая овечка Долли. Она родилась в 1997 году. Долли стала клоном своей мамы: та родила дочку без оплодотворения, вырастив ее в своей утробе из прооперированной яйцеклетки.

      Технология этой микрооперации была следующей. Из яйцеклетки удалили ядро, заместив его ядром клетки из вымени. Вспомним, что клетки молочной железы вполне специализированы, в них эмбриональные гены уже отключены специальными регуляторными механизмами. Но оказалось, что белки из цитоплазмы яйцеклетки вполне могут включать их обратно, яйцеклетка, подсаженная в матку овцы, начала развитие, и из нее сформировался нормальный плод. И вот Долли подросла и успешно родила тривиальным способом сыночка Бенни, доказав тем самым, что клон способен размножаться. К сожалению, по объективным и неотменяемым биологическим законам овечка Долли очень быстро постарела и умерла. Число клеточных делений не бесконечно, оно ограничено известным пределом. Поэтому ядро взрослой клетки к моменту трансплантации уже частично выбрало свой лимит на деление, и получившийся организм неизбежно будет жить меньше. Из-за этого трехлетняя овечка Долли имела внешний вид и свойства старушки.

      Но клоны – это еще не все, на что способна современная генетика. В 90-х годах XX века актуальной стала задача изучения совместимости клеток различных видов животных. Было, в частности, обнаружено, что белки коровьей яйцеклетки стимулируют деление эмбриональных клеток других видов. Исследования привели к тому, что стало возможным пересаживать ядра животного одного вида в яйцеклетки животных другого вида. Особенно успешно они осуществлялись при участии яйцеклеток коров. Эта методика была изобретена и отработана южнокорейскими исследователями под руководством Шень Хужен (Huizhen Sheng) и запатентована в 2001 году. В 2003 году появились сообщения о результативных опытах с яйцеклетками кролика и мыши, человека и лягушки; опубликована была также работа о создании подобного гибрида на основе человеческого ядра и коровьей яйцеклетки. Автором последнего сообщения был американский ученый Панайотис Завос. В 2005 году получили гибриды коровы и мыши, коровы и свиньи, и вполне обычными становятся работы по гибридному скрещиванию клеточных ядер и цитоплазмы среди животных близких видов. И вот в 2008 году снова проведены эксперименты с ядром человеческой соматической клетки и яйцеклеткой коровы. Это тот самый опыт Лила Армстронга, который вызвал новую волну размышлений о допустимости межвидовых скрещиваний. Как мы видим, полученный Армстронгом гибридный эмбрион был не первым в ряду межвидовых смесей. По-видимому, каждое сообщение о таком исследовании, едва попав на страницы прессы, немедленно вызывает новый виток закономерных общественных размышлений.