Химерні свині. Американці придумали, як забезпечити кожному нове серце

Вперше в історії науки вченим вдалося створити життєздатний ембріон химери, що представляє собою гібрид свині й людини. Команда з Інституту біологічних досліджень Солка (Salk Institute for Biological Studies) в Ла-Хойя, штат Каліфорнія, повідомила про своє досягнення в статті, яка була опублікована в журналі Cell 26 січня. І в той же день вони розповсюдили відео, де розповідають про своїх цілях. Вчені підкреслюють, що технологія вирощування клітин, тканин і органів одного виду в організмі істоти іншого виду відкриває безпрецедентні можливості для розкриття давніх наукових таємниць і вирішення актуальних проблем медицини, зокрема, задоволення потреби в органах і тканинах для трансплантації.

У цьому напрямку зараз ведуть дослідження вчені багатьох країн. Але те, що вдалося в Інституті Солка, — це перший випадок створення химер (організмів з генетично різнорідними клітинами) двох крупних видів ссавців, далеких один від одного генетично. Це великий крок у напрямку створення людських органів з нуля. Не дивно, що про це відразу ж повідомили провідні світові ЗМІ, такі як BBC та The Guardian.

Коли химери з'являться на вулицях?

Новина про створення химер, безсумнівно, породить хвилю чуток про гібридних свинолюдях, які незабаром заполонять вулиці. Також можна очікувати нової хвилі дискусій про етичні проблеми науки. Знову будуть звучати заклики заборонити "жахливі досліди" і не допустити "генетичної катастрофи людства".

Між тим дослідження в Інституті Солка стали, по суті, як раз відповіддю на попередні побоювання такого роду. Людей дуже лякають будь-які експерименти, особливо генетичні, з людськими ембріонами, навіть проводяться з самими благими цілями. І ще більш сильної громадської обструкції піддаються наміри вирощувати людські зародки для подальшої пересадки їх клітин пацієнтам з ураженими органами і тканинами.

В Інституті Солка знайшли радикальний спосіб позбутися від подібних звинувачень. Для вирощування людських тканин і органів використані ембріони свині. При цьому людські зародки не застосовуються взагалі, тільки клітини дорослої людини.

Безперечно, будь-яку технологію можна використовувати для збочених цілей. Не виключено, що хтось захоче побавитися створенням реальних свинолюдей — скажімо, свиней з людськими головами (і мозком). Безумовно, такі експерименти повинні бути суворо заборонені, але саме вони, а не огульно всі дослідження в напрямку, відкритому в Інституті Солка.

Навіщо мучити бідних свинок?

Потрібно чітко розуміти, що зараз на кону. Ймовірно, вже через кілька десятиліть кожна людина зможе отримати нове серце, нову печінку, нові нирки, якщо старі почнуть давати збої. Це буде не просто продовження життя, а відновлення організму.

Зараз тисячі людей по всьому світу чекають донорських сердець, які можуть врятувати їх життя. Але лише небагатьом випадає такий шанс. Тільки в США кожен день в середньому помирають 22 людини, так і не встигли отримати той чи інший донорський орган. Люди, які стоять у черзі на донорські серця, чекають їх за три з половиною місяці. А оскільки організм може відторгнути чужий орган, це значно зменшує кількість успішних пересадок.

Вчені пробують різні підходи до цієї проблеми. Торік, наприклад, повідомлялося про двох проривних досягнення. По-перше, команда дослідників з Массачусетського центрального госпіталю спільно з співробітниками Гарвардської медичної школи впритул наблизилися до створення штучно вирощених сердець. Американські медики, взявши клітини шкіри дорослої людини, перепрограмували їх і виростили тканини людського серця в лабораторних умовах, про що повідомили в журналі Circulation Research.

В майбутньому це повинно привести до вирощування повноцінних розбитих сердець з клітин тих людей, яким необхідна пересадка органа. Очевидний мінус даної технології — виняткова дорожнеча, властива будь-якій технології штучного вирощування.

Другий прорив здійснили дослідники з Національного інституту здоров'я США у співпраці з кількома міжнародними університетами та організаціями. За повідомленням Nature, вони зуміли пересадити серце свині в черевну порожнину бабуїна, де воно успішно прожило 945 днів. В експериментах використовувалися свині, генетично модифіковані таким чином, щоб запобігти згортанню крові при пересадці органу в тіло примату. Свиняче серце було поміщено в черевну порожнину бабуїна та підключено до його кровоносною системою. Власне серце примату залишилося на своєму місці. Крім того, лікарі давали бабуину препарати, що пригнічують імунітет, щоб запобігти відторгненню органу. Таким чином, всередині примату одночасно билися два серця.

Дослідники припускають, що надалі можна буде освоїти заміну серця примату на серце свині. Очевидний мінус даної технології — свиняче серце не буде повноцінною заміною, а багато людей вважають неприйнятним для себе продовжувати життя таким способом.

В Інституті Солка уникли обох цих мінусів. Навіщо пересаджувати людині свиняче серце, якщо можна пересадити людське, більш того, вирощене з власних клітин пацієнта. І навіщо вирощувати його в складному біотехнологічному апараті, якщо можна використовувати для цієї мети організм свині або іншого великого ссавця.

Коли можна буде записатися в чергу?

Керівник групи дослідників в Інституті Солка професор Бельмонте визнає, що ще дуже далеко до того часу, коли можна буде використовувати тварин для вирощування людських тканин і органів. Поки що вчені зробили хоч і великий, але тільки перший крок до цієї мети.

Освоєна технологія виглядає так. Людські стовбурові клітини (це клітини, здатні до перетворення в клітини будь-яких органів і тканин) через крихітні голки впорскують в ембріон свині. Підкреслимо, що ніяких маніпуляцій з генами не проводиться, ніхто не змішує гени свині й людини. Потім цей ембріон, в якому крихітна частина (одна клітина з 10 тис.) від людини, імплантується в свиноматку.

Дослідники давали зародкам розвиватися протягом 28 днів, після чого отримували їх і дивилися на результат. Виявилося, що ефективність даної технології поки ще дуже низька. З 2075 імплантованих ембріонів продовжили зростання тільки 186. Зате в останніх були виявлені вкраплення людських тканин. "Це перший раз, коли людські клітини росли всередині великої тварини", — підкреслює професор Бельмонте.

На його думку, низька ефективність методу викликана великими відмінностями між організмами людини і свині. До того ж вагітність у свині набагато коротше — вона триває менше чотирьох місяців. "Це схоже на те, як якщо б хтось спробував перескочити з однієї машини, що їде по шосе, на іншу, яка мчить вдвічі швидше. Результатом, швидше за все, буде нещасний випадок", — пояснює професор. Але у нього є ідея, як можна вирішити цю проблему. Замість свиней можна використовувати корів — вони виношують телят близько дев'яти місяців.

Втім, існує безліч інших труднощів, які потрібно подолати, перш ніж дослідники зможуть похвалитися повноцінними людськими органами, вирощеними в організмі свині чи корови. І навіть після цього потрібно чимало часу, щоб медичні влади і суспільну думку дали своє добро на впровадження цієї технології. Тому навіть оптимісти кажуть про терміни не на кілька років, а в кілька десятиліть.

Японці можуть обігнати американців у вирощуванні органів

До тієї ж мети, що і вчені з Інституту Солка, прагнуть дослідники з Університету Токіо. Їм вдалося, як повідомив 26 січня японський телеканал NHK, першими в світі виростити повністю функціонуючий орган одного виду в тілі істоти іншого виду. На відміну від американців японці не брали два таких далеких виду, як свиня і людина. Зате вони вже реально виростили підшлункову залозу миші в тілі щури.

Для експерименту вчені використовували стовбурові клітини миші. Ці клітини були пересаджені щура в область її рідний підшлункової залози. Під впливом місцевих факторів і особливих препаратів (назви яких поки що тримаються в секреті) в тілі щури почала формуватися нова підшлункова залоза. Після закінчення терміну повного дозрівання вона була пересаджена миші, і в ході обстеження виявлено, що орган функціонує абсолютно нормально, як ніби весь час там і був.

Токійські дослідники в ході наступного етапу своїх експериментів планують виростити органи мавпи в тілі свині. Цілком можливо, японці першими піднімуться до тієї мети, яку намітили американці: виростити в організмі іншого виду людські органи.