Газета "Наш Мир" Достижения современной геномики приводят порой к парадоксальным выводам:
каждое животное, включая плоских червей и голубых улиток, может
претендовать на свое родство с гомо сапиенс. По крайней мере несколько
десятков одинаковых генов можно найти и у тех, и у других, и у третьих.
Но один из самых близких наших родственников, как это ни обидно для
кого-то звучит, безусловно, свинья.
Судите сами: у человека и
хавроньи почти совпадает содержание в крови гемоглобина и белков,
размеры эритроцитов и группы крови; свинья, как и человек, всеядна,
пищеварение у них (то есть у нас) протекает сходно. Кожа почти как у
нас: свинья может даже загорать. Те же особенности в строении зубов,
глаз, печени, почек. Свиное сердце весит 320 г., человеческое – 300 г.,
масса легких соответственно 800 г. и 790 г., почек – 260 и 280 г.,
печени – 1600 и 1800 г. Более того, болезни новорожденных поросят
примерно такие же, как у грудных детей. По данным Института молекулярной
биологии РАН, строение молекулы гормона роста свиньи и человека
совпадает на 70%.
«Ученые из израильского института Вейсмана недавно
смогли извлечь из человеческого зародыша семи-восьми недель небольшое
число специально отобранных клеток и пересадить их в эмбрион
4-недельного поросенка, – рассказывает доктор биологических наук,
профессор, старший научный сотрудник РАН Александр Дубров. – Клетки
начали развиваться и сформировали полноценно функционирующий орган –
почки. Близкое сходство между клетками человека и свиньи позволяет
ученым вырастить из поросячьих тканей органы, которые подходили бы и
человеку. При этом такая важная проблема, как отторжение пересаженного
органа, устраняется».
А ученые обнаружили, что во многих смыслах
свиньи намного «роднее» человеку, нежели, казалось бы, более похожие на
него приматы. Их органы сходны с человеческими не только по размерам и
физиологии, но и по антигенному составу — то есть меньше других
подвержены отторжению из организма человека.
Именно эти факты
подвигли исследователей на эксперименты по ксенотрансплантации —
пересадке тяжелобольным людям свиных органов. Дело в том, что
человеческих органов для трансплантации катастрофически не хватает: во
всех, даже наиболее развитых, странах в «листах ожидания» находятся
сотни тысяч человек, многие из которых так и не доживают до спасительной
операции.
— Свинья давно вошла в арсенал современной медицины, —
говорит академик АМН Украины Виталий Кордюм. — Размеры ее внутренних
органов находятся в диапазоне размеров человека. Более того, их строение
ближе всего к человеку, нежели у других животных — за исключением,
естественно, человекообразных обезьян. Поэтому когда возник вопрос о
донорских органах, начали присматриваться именно к свиньям. Первым
попытались пересадить свиное сердце, которое действительно очень сходно с
человеческим. Пациент умер. Почему это произошло, было ясно уже тогда —
физиологическая несовместимость. Как известно, в каждом организме
существуют так называемые белки главного комплекса гистосовместимости.
Они созданы природой для того, чтобы организм отличал «своих» и «чужих»,
и адекватно реагировал на проникновение бактерий, вирусов, различных
паразитов и так далее.
Чуть позже научились переносить генетический
материал от одного организма к другому, и появились трансгенные
бактерии, а затем и животные, в том числе свиньи. Можно добиться того,
чтобы в организме такой хрюшки вырабатывались белки, которые
предотвращают поражение пересаженного органа иммунной системой человека.
Для этого нужно заменить видоспецифичные белки главной системы
гистосовместимости свиньи на человеческие. Соответствующие гены были уже
известны. Поэтому постепенно в каждом поколении ученые заменяли по
одному такому белку, и в результате появились животные, у которых
маркеры «свой—чужой» стали такими, как у человека.
— И их органы в человеческом организме не отторгались?
—
Отторгались, но так, как это происходит при трансплантации от
донора-человека. Точных данных нет, но, судя по публикациям, таких
пересадок было сделано уже несколько, причем некоторые успешные.
— Нельзя ли взять у человека гены, пересадить их в свинку и вырастить индивидуального донора?
—
В принципе, можно. Но тут есть одна особенность. Если видоспецифические
белки гистосовместимости заменить можно, то индивидуально специфические
(которыми отличается каждый человек не только от другого вида — свиньи,
но и от другого человека), невероятно сложно. Их в организме столько,
что для современной науки эта задача пока что неподъемная. Я уже не
говорю о времени, поскольку больной, нуждающийся в пересадке, не может
ждать долго. Поэтому сейчас готовят своеобразные заготовки органов — как
для обычного банка донорских органов.
— А если в организме свиньи просто выращивать человеческие органы?
—
Главное возражение — инфекции, имеющиеся в организме свиньи. Слишком
реальна опасность того, что массивный перенос материала, в котором есть
вирусы данного организма, в систему человека, приведет к их адаптации и
появлению совершенно новых возбудителей, способных уничтожить миллионы
людей. Не так давно австралийцы провели достаточно тревожный
эксперимент. В вирус оспы мышей ввели мышиный же гормон роста,
намереваясь получить средство для снижения поголовья этих грызунов. Но в
результате получился возбудитель, который уничтожал всех мышей
поголовно, включая иммунизированных. То есть от него не было защиты, и
возникло опасение: если он выйдет из лаборатории, эволюционирует в
организме животных, попадет в человека, то появится вирус, вызывающий
мгновенную стопроцентную смертность! Вероятность, что такие переносы
могут привести к очень тяжелым последствиям, подтверждается сегодня и
экспериментально. Если человеческий орган вырастить в организме свиньи,
то это будет еще хуже, поскольку в чужом организме он вместе с кровью
получит целый набор вирусов, которые частично адаптируются к человеку и
смогут эффективно противостоять его иммунной системе. Именно это
является главным аргументом против пересадки свиных органов.
Помимо
этого, при переносе генетического материала возник ряд нестандартных
психологических задач, которые не имеют решения. К примеру, сколько
генов человека нужно перенести в свинью, чтобы по видовой принадлежности
ее можно было отнести к человеку? Обычно говорят: «все равно разумной
она не будет». Но разум — это не видовой признак человека. Есть
тяжелобольные, которых сложно назвать разумными — тем не менее, это
люди. До недавнего времени эта проблема была абсолютно абстрактной,
поскольку «слитые» воедино ядра человека и животного были нестабильны и
очень быстро распадались.
Но несколько лет назад был проведен
необычный эксперимент, который никто больше не пытался повторить. Взяли
свиноматку, в утробе которой развивались поросята, и ввели в эмбрионы
белую кровь человека (красная не содержит ядер, а значит, наследственной
информации). Родились поросята. Взяв их кровь, ученые обнаружили
клетки, содержащие большие участки человеческих и свиных хромосом.
Поскольку таких клеток было очень мало, на внешности поросят это никак
не сказалось. Неожиданным для ученых было то, что эти клетки не только
появились, но и оказались устойчивыми: они сохранялись в организме через
длительное время после рождения (все прежние попытки заканчивались тем,
что полученная клетка просто распадалась). Таким образом, впервые был
получен стабильный совмещенный геном «человека-свиньи»! По грубым
оценкам, в нем содержалось до трети человеческого материала!
Думаю,
авторы работы, забив поросят, обнаружили такие клетки не только в их
крови, но и других тканях (хотя в опубликованной статье таких данных
нет). Если взять такую клетку, клонировать и вырастить животное, то оно
по своему геному на две трети будет свиньей, а на треть — человеком.
Такое, естественно, никто не рискнул бы сделать даже на уровне первых
делений — даже чтобы просто убедиться, пойдет ли процесс в принципе. Но
что же делается реально, если судить лишь по опубликованным работам,
сказать нельзя.
…Ученые действительно активно экспериментируют
со свиными тканями и клетками. Так появился поросенок со светящимся
пятачком, а чуть позже — и полностью светящаяся свинка. Добиться чуда
оказалось не так уж сложно: достаточно было вставить в геном хрюшки ген
медузы, кодирующий выработку соответствующего белка. Понятно, что особой
пользы от такой живности нет, разве что вызывает положительные эмоции.
Просто на каком-то этапе ученые столкнулись с серьезной проблемой: часто
при изучении какого-нибудь гена очень сложно проследить его работу,
поскольку его практически невозможно заметить. Так возникла потребность в
специальных маркерах, которые «подсвечивают» ген без всякого при этом
вреда для клетки.
Израильские ученые утверждают, что ценным
источником донорских тканей могут стать свиные эмбрионы — но лишь в том
случае, если находятся на определенном этапе развития. Есть работы,
показывающие, что нервные клетки, взятые из свиного эмбриона, могут
поставить на ноги парализованного человека (разумеется, не при всех
заболеваниях). Впрочем, и взрослый «свин» вполне может послужить
медицине. Так, известны случаи изготовления контактных линз из свиного
коллагена, использования очищенных хрящевых клеток из свиных ушей для
выращивания искусственной груди — взамен удаленной во время операции по
поводу рака молочной железы.
Специалисты из университета
Питсбурга создали свинью, которая вырабатывает вещества, полезные для
сердца — так называемые жирные кислоты омега-3. Канадские и американские
ученые предлагают пересаживать от молочных поросят клетки,
продуцирующие инсулин, — мол, это поможет решить проблему диабета
первого типа. А украинские ученые из Тернопольской медицинской академии
им. И.Горбачевского предложили свой способ использования
ксенотрансплантантов из свиной кожи — для лечения ожогов. Высушенную и
сохраненную особым образом свиную кожу на два-три дня накладывают на
рану. За это время организм успевает адаптироваться к травме, и после
этого уже можно закрывать рану тонкими лоскутами кожи больного, взятыми с
других участков тела. |
