Словиковская Валерия: другие произведения.

Вива био хай энд! или Кому эмбрионы? Часть первая. Эмбрионы - ученым?

Журнал "Самиздат": [Регистрация] [Найти] [Рейтинги] [Обсуждения] [Новинки] [Обзоры] [Помощь]
Peклaмa:
Литературные конкурсы на Litnet. Переходи и читай!
Конкурсы романов на Author.Today

Конкурс фантрассказа Блэк-Джек-20
Peклaмa
 Ваша оценка:

Валерия Словиковская

ВИВА БИО ХАЙ ЭНД!

Или КОМУ ЭМБРИОНЫ?

 

 

I.ЭМБРИОНЫ  - УЧЕНЫМ?

 

Эмбрионы –  организмы слабые, материи тонкие, тема для бесед деликатная. Их же в реальности не видел никто, а кто видел, тот врач или гангстер, набивший мошну на теневом околохирургическом бизнесе.

 

Поэтому начну издалека. Обладание оригиналом, товарищи,  состоит в обладании копией. От копий – и все восторги: купите глобус, и ваш малыш будет рад, хотя, приобретение  малополезное. Для изучения оригинальной природы нужны ее упрощенные "слепки", модели, подобия. Сколько человеческой мысли не биться, другого выхода нет: если какое-то движение в природе вас занимает, извольте его повторить в искусственных условиях лабораторий, освободив от участия существующих, но малоизвестных причин. Любой чайник, тьфу, любой школьник с помощью любого подвернувшегося под руку чайника смоделирует вам  и дождь, и туман. А у взрослых дело уж давно дошло до всех мыслимых тонкостей. Нанометры под микроскопом! И их десятые доли. Но сколько на мелкие детали ни пялься,  за хитросплетениями ничего не понять, нужны упрощенные, отдельные, копии тончайших движений.

 

-Я ли не модель? - спросила красотка генетика.

Генетик нависая над микроскопом бормотал:

- Ты не модель. Ты уже взрослая и очень большая. Миллиарды клеток.

- Но в каждой есть дизоксирибоза… и сахароза, - сахарно улыбалась девица.

 

(И впрямь: генетического материала в ней тьма: ДНК - в ядре каждой клетки.)

- Б/у  - отбоярился от ревнитель научного знания. Часть генов в каждой спирали уже отключилось, поникла и не работает – и все из-за влияний  малоизвестных причин. (И впрямь: в подавляющем большинстве специализированных клеток: клеток кожи, или клеток мышцы, или клеток мозга участки генной цепи не работают.)

Девица обиделась и  ушла, а светоч науки поместил под микроскоп яйцеклетку.

 

Тут говорится о создании мощной экспериментальной модели.

Тут рассказывается о создании мощной экспериментальной методики.

Это история о новейшем прорыве в генетике.

Зри в яйцеклетку!

 

Яйцеклетка делилась, ДНК вступала в права: 30 тысяч одинаково сцепленных  генов в разных клетках начинали работать по разным программам для образования непохожих друг на друга тканей  и органов. Вы видели, как выглядит мозг? а как легкое? – Вот именно, не одинаково, хотя оба - из одних и тех же исходников. Разнообразие клеток и тканей – в разнообразии запускающих гены программ.

 

ДНК сама по себе, что железо без софта: штуковина ничемушная, - бормотал какой-то компутерный юзер, хотя слова ему никто не давал. Компуторщик знал, что компьютеры собирают без программного обеспечения, и какое-то короткое время они не способны работать. Но  не  это суть важно.

 

Важно вот что: клеточный пуск тоже происходит не сразу. Яйцеклетка делится, ДНК запускается. Но о том, что она запускается не сразу, а когда в делениях доходит дело до ста, до последнего времени мало кто знал.

 

Правильно ли мы понимаем, - переспрашивают студенты, - что из яйцеклетки плодится сотня клеток и все они на этой стадии как одна одинаковые?

 

Именно так, - отвечает передовая наука.  Первым делом готовая ко всем превратностям спираль ДНК просто так размножается. Из одной клетки - две, из двух - четыре, из четырех восемь, из … В каждой – идентичные хромосомы, в хромосомах идентичные "не включенные" ДНК.  Только, когда их станет достаточно много, они начнут "слышать" сигналы, то есть откликаться на присутствие особых сигнальных веществ. И меняться. В утробе у матери такие вещества обязательно есть.

 

Но в пробирке, - вот в чем вся штука - яйцеклетку, разделенную на сто,  есть резон изолировать  от всяких сигналов, и там  подвергать воздействиям под строгим контролем, не все программы враз запускать, а одну, одну за другой, то одну, то другую и изучать их работу по очереди.  Не в наблюдении повзрослевших красоток, а в наблюдении этих "нетронутых" клеток ныне великий соблазн для ученых  мужей.

 

Вот и наблюдали – блюли. И очень скоро сообщили народу: Виват! Сбылось то, о  чем долго мечталось: клетки эти, дескать, теперь производят фурор и сенсацию, потому как в изоляции продолжают активно делиться, не меняясь ничуть. И не теряя готовности переродиться в любую из тканей. А в какую, из двух сотен возможных, – дай только знать.

 

На генетика Джеймса Томсона за выделение такой волшебной культуры в 1998-м научным сообществом возложены лавры[1].

 

Чтобы владеть природой, нужно держать при себе ее копии. Как только стали культивировать клетки – идеальную модельную систему - и проводить испытания, так, не помедлив, снова возвестили – Виват!

 

Виват,  американские гематологи из университета Висконсина во главе с Дэном Кауфманом научились создавать клетки крови - эритроциты и лейкоциты - из стволовых клеток в питательной среде!

 

Виват, исследователи из лаборатории Технологического университета Массачусетса (США) с Робертом Ленгером во главе, превратили стволовые клетки в сосуды!

 

Виват,   вырастили  роговицу глаза! Отдельно от глаза.

 

Виват, в Израиле стволовые клетки превратили в клетки мышцы сердечной.

 

А мозговитые японские ученые из Университета Киото под руководством Хироши Кавасаки получили нейрон – клетку мозга, пусть не человечью, обезьянью – но это только пока, то ли еще будет.

 

Из компании Advanced Cell Technology (США) сообщили, произвели на свет полноценную почку коровы[2].

 

 

Теряя в далеких научных перспективах

возможность контроля работы генов при развитии целого организма,

ученые с успехом учатся контролировать рост отдельных тканей и органов в экспериментах на культурах стволовых клеток.

 

 

И уже ощущается: а там уж мох серый, кустарник седой… а там недалеко и до клинических испытаний по воздействию на природный оригинал. Больницы ждут больных. Больные – исцеленья и облегченья страданий.

 

Прогресс науки  уже движет прогресс медицины (и ее падчерицы трансплантологии, вечно страдающей от недостатка донорских органов и обесчещенной воротилами теневого трансплантационного бизнеса.)

 

Трансплантология - тяжелая форма борьбы с тяжелым недугом. Пересаживают, как правило, органы, освободившиеся от своих прежних владельцев в результате их нежданных смертей. Каждой незапланированной смерти ждут в очередях миллионы больных, восемьдесят процентов их них умирает раньше своего потенциального донора. Но и счастливчикам  чужие органы носить под собственной кожей несладко, так как те отчаянно отторгаются. До последнего издыхания. Бунт организма против органов приходится подавлять препаратами в течение нескольких лет, препараты вызывают убийственную аллергию в качестве побочного действия. Брать чужое нехорошо. Даже самая дорогая печень из зародышевых клеток, которую биотехнологические компании  США предлагают со второй половины 90-х за 350 тысяч баксов,   приживается ценою многих страданий.

 

Трансплантология - это война.

Речь здесь идет об успехах на фронте.

 

Трансплантологи зрят в микроскоп, в яйцеклетку  и видят независимый от несчастий источник человеческий частей и трансплантологи радуются. Дайте время, ученые наладят выпуск частей тела класса hi-fi: костей, мускулов и кишок. Каждую печень и почку снабдят технологическим паспортом. Вива био хай энд!

 

Но если чужие органы носить под кожей так тяжело, - спросили студенты, - почему станет легче, если органы будут ничьи? Если в органах будет ДНК небывших людей из пробирочной клетки?

 

Легче не станет, - пасует генетик, - чтобы стало легче, за наукой надо развивать технологию. Прогресс науки движет медицину, но и тут хоть и не без зацепок, но и без загвоздок. Успех науки и технологий возникают из сходных, но разных причин.

 

Успех науки – в контроле над течением природных процессов благодаря их моделированию в изоляции. А успех любой технологии (а, стало быть, успех клинических операций) – в замещении искусственными подобиями (суррогатами) оригинальных фрагментов природы (утраченных, поврежденных иль дефицитных). Успех технологии  - в интеграции суррогатов в нерукотворной среде.

 

Все трансплантологи мира мечтают о создании совместимых с организмом больного тканей и органов. Клетки органов должны быть генетически идентичны, по крайней мере, с точностью до неработающих, репрессированных генов.

 

В природе совместимы только органы однояйцевых близницов. И это предел совместимости.

 

Где бы взять точную копию той яйцеклетки, которая  породила больного? Наплодили бы из нее стволовых, стволовые бы мобилизовали на образование нужной ткани… Взять такую совершенно неоткуда, если только снова не лезть в пробирку, если только не  пытаться смастерить подобное.

 

Первое что тут взбредает в голову не только генетику, но и читателю, а нельзя ли вынуть перед началом деления из донорской яйцеклетки ее ядро, а на его место пересадить ядро из клетки страдальца.

 

Это можно, утверждает генетик, это нынешний экспериментатор умеет.

 

И вот уже из клетки больного вынимают ядро, пересаживают в донорскую яйцеклетку, яйцеклетка начинает делиться. При этом известно, что ДНК в суррогатной яйцеклетке – б/у и много лет уже работает по одной единственной затверженной программе, в которой занято лишь часть из 30 тысяч генов, а остальные безмолвствуют. Так что, если не принять дополнительных мер, на ранней стадии развития колония зародышевых клеток умрет, и запустить в работу нужные гены в них не удастся.

 

Ученые принимают необходимые меры: серийные пересадки (испытанные за последние 20 – 30 лет на организмах животных). Пересадки -  экспериментальный способ перепрограммирования ("омоложения") генов. Каждый раз после получения колонии одинаковых клеток из яйцеклетки с донорским "взрослым" ядром, их развитие прерывают, вынимают ядра и снова пересаживают в яйцеклетки, операцию проводят несколько раз, после чего стволовые клетки становятся близки к тем, которые образовались, когда больной был только-только зачат.  Их гены становятся близки к генам в состоянии "сразу после оплодотворения". Объясняют это так: внеядерный состав  яйцеклеток заставляет работать умолкшие гены в составе донорской ДНК, и в первую очередь гены, ответственные за рост и развитие.  Такую ДНК можно запустить по любой программе практически от нуля.

 

Здесь любознательные юноши спросят: "А из каких клеток лучше брать гены"? Лучше из пуповины, скажет ботаник и будет поднят на смех. (Пуповина, кому она нужна? Пуповина не сохранилась.) А еще лучше из плаценты. (Но ведь и послед выбросили давно...)

 

- Так ничего же не сохранилась, - скажут юноши про пациентов.

- Скажите им, чтобы сохранили пуповинную кровь и плаценты детей. Когда детки  вырастут и, не дай бог, заболеют, лечащий врач пожмет родителям руки. В пуповине с плацентой среди прочих остается много способных к превращениям стволовых клеток. Их почти не нужно перепрограммировать в пересадках-пассажах.

 

Немецкий иммунолог Петер Вернет, руководитель крупнейшего в Европе банка пуповинной крови, недавно запатентовал метод выращивания из ее стволовых клеток образцов костной ткани.

 

В апреле 2001 было опубликовано сообщение, что американская фирма Anthrogenesis Corporation (AnthroGen) получила из человеческой плаценты значительное  количество (в 10 раз больше, чем из пуповинной крови) "универсальных" стволовых клеток. После родов плаценту можно сохранять в лаборатории и получать клетки, даже спустя несколько дней.

 

А вообще все зависит от того, что требуется для больных отрастить, в организме взрослых можно найти разные стволовые клетки, еще способные к небольшому числу превращений, из одних можно выпестовать клетки крови, из других – костной ткани…

 

В некоторых случаях клетки для культивирования  с последующей пересадкой больному можно родить. 

 

В штате Колорадо жила-была шестилетняя Молли и болела анемией Фанкони:  в костном мозге не вызревало достаточно крови, и девочка была обречена умереть. Чтобы ее спасти, родители искусственно  зачали несколько эмбрионов, врачи провели генетический тест и выбрали самого похожего на их дочь. Мать выносила и родила нормального ребенка. Сразу после родов пуповинную кровь собрали и использовали для лечения больного ребенка.

 

Итак,  ученые потеют в пассажах. Но результат, надеются, искупит затраты. Занедужите, и вырастят всемогущие клетки специально для вас. Пересадят в места повреждений, и они переродятся в клетки, которые были уничтожены травмой: при переломах - в клетки кости, при инфаркте - в сосуды, при травмах мозга - в нервные клетки. А если повреждение будет слишком обширно, так что целые органы нужно менять, тогда в лаборатории из этих клеток нужные органы вырастят, и при пересадке они отторгаться не будут.

 

И так врачи обещают лечить множество разных болезней[3], связанных с повреждением тканей и органов в результате разных причин, в том числе и по причине старения.

 

Относительно регулярный способ регенерировать ДНК, т.е. активизировать участки неработающих генов и на этом генетическом материале выращивать клетки, ткани и органы для пересадки больным – отныне в руках ученых. Потрясающе! Что еще?

 

Еще известно, что ряд самых тяжелых заболеваний[4] – наследственных, когда в ДНК заболевших есть ущербная вариация одного из генов или ген вовсе отсутствует  – сегодня тоже можно лечить. В ряде случаев ученым удается выправить молекулярный  ущерб путем замены "неверного" гена "верным" и приведения последнего на стволовых клетках в рабочий режим. Клетки пересаживают больному, больной выздоравливает.

 

- Потрясающе! А когда возьмутся за дело?

 

- При благоприятных условиях по оценкам ученых очень скоро: через пять - десять лет.

 

- А что благоприятствует успеху методики в клинике?

 

- Неисчерпаемость экспериментальных ресурсов.

 

Даешь все новые и новые линий клеток на основе различных генетических данных! Плюс - усовершенствование технологий их культивации!

 

Даешь банки клеток - для сбора всех полученных стволовых с целью передать их в распоряженье ученым!

 

Даешь банки генетических данных, чтоб сохранить клетки доноров для их использования теми же донорами. (При температурах ниже ста тридцати образцы тканей не умирают в течение десятков и сотен лет, можно хранить свои детские клетки  до собственной старости, когда появится потребность в восстановлении постаревших тканей и органов, реакция отторжения на собственные клетки отсутствует[5].) 

 

Банки - всем! Яйцелетки ученым!

- О каких яйцеклетках тут разговор?

- В семидесятые годы для бесплодных пар развили практику зачатья в пробирках. При этом стимулируют вызревание не одной, а нескольких яйцеклеток, оплодотворяют с избытком несколько штук, а имплантируется в матку одна. Остальные с разрешения донора остаются на радость исследователей. Ни развиться, ни умереть им не дают, хранят в замороженном виде в клиниках по репродукции до появления новых научных идей.

 

И последнее: как птичку не жалко, необходимо дать простор вивисекторам! Эксперименты на животных – человечье спасение. С помощью воздействия на гены можно копировать в  животных организмах наследственные болезни людей[6]. А значит, необходимо пополнять живой животный каталог новых лабораторных "болезней" для предклинических медицинских исследований. 

 

Нужно иметь возможность работать с животными - цитогибридами (межвидовыми химерами) как с потенциальными источниками тканей для пересадки.[7]

 

Итак, успеху новой методики в клинике способствует все перечисленное.

 

Но, все перечисленные возможности (закладка клеточных линий, банки клеток и данных, доступ к яйцеклеткам и условия для работы с животными), увы, оказываются ограничены влиянием разнообразных социальных процессов, попадают в зависимость от общественного мнения, от общего положения дел на биотехнологическом рынке, от положения на рынке идей, от изменений в национальной и международной политике. 

 

Открытия сделаны: прибавьте к недавним (стволовые клетки) предшествующие (успехи генной инженерии), и увидите: вкупе они сулят небывалый технологический взлет: в  медицине, фармакологии, сельском хозяйстве. Ура!

 

Сейчас наладят производство клеток, тканей и органов для пересадок! И лекарственных медпрепаратов! И наклонируют еды и сырья! Потому что спасение и разведение редких пород теперь дело техники.

 

Американцы гордятся, что вырастили телочку из клеток отборного мяса[8] и трех клонированных поросят из породы Глостерширских старых пятнистых. Из Китая доносят – подрастают породистые бычки, заведенные под линзами микроскопов. Да что бычки,  из Красных книг зверей возвращают! На китайском западе клонируют гигантскую панду, и, если вы готовы поверить, используют яйцеклетки кошек и кроликов[9]. Австралийцы ждут второго пришествия вымерших сумчатых. Клонировать будут тех, что плавают в национальном музее в спирту[10].

 

Впрочем, не все, что плавает, умирает и живет, в экспериментах будет участвовать. Только то, что в поле зрения крупных биобизнесов и развитых стран. Развитие технологий на базе новых открытий - дело суперприбылей и суперзатрат. Мегакорпорации и государства составляют конкуренцию друг другу на биотехнологическом рынке. От них зависит дальнейшая судьба последних научных открытий.

 



[1] В 1998 году Джеймс Томсон (Висконсинский университет, США) опубликовал в Science статью о выделении 5 бессмертных линий стволовых клеток человека. В 1999 году журнал Science признал открытие стволовых клеток человека третьим по важности событием в биологии ХХ века (после открытия двойной спирали ДНК и программы "Геном человека"). Эти кульминационные события были подготовлены успехами функциональной геномики и клеточной трансплантации.

[2] Генетический материал клетки из уха коровы был перемещен в яйцеклетку, а электрический импульс заставил ее делиться. Из стволовых клеток вырастили почку, используя засекреченное фирмой стимулирующее вещество. Ткань выращивалась на каркасе из саморазрушающегося материала. Каркас был создан в Гарвардской медицинской школе и имел форму обыкновенной почки. Получили несколько почек уменьшенного размера по пять см в длину. Органы были имплантированы корове. Почка стала вырабатывать мочу.

 

[3] Предсказывают: излечатся центральные и вялые параличи, болезнь Паркинсона (болезнь мозга, проявляющаяся в двигательных расстройствах), инфаркт миокарда, сахарный диабет, лучевая болезнь и лейкемия, рак, вирусный гепатит С, рассеянный склероз, СПИД (больному СПИДом взамен разрушенных вирусом лейкоцитов можно ввести искусственно выращенные лейкоциты,  генетически устойчивые к ВИЧ), ожоги, различные переломы (в том числе перелом позвоночника и повреждения спинного мозга), остепороз (деградация костной ткани), импотенция, цирроз печени, болезнь Альцгеймера (старческое слабоумие), болезнь Хантингтона (потеря координации движений, возможности понимать окружающих и ориентироваться в пространстве) и др.

[4] Карликовость, сирингомиелия, наследственные дефекты мозжечка.

[5] Банки пуповинной крови при родильных клиниках давно распространились повсюду и могут стать основой для развивающейся инфраструктуры.

[6] Ученым, к примеру, уже удалось получить линию мышей, копирующую фатальную наследственную болезнь детей - атаксию-телангэктазию. При этом наследственном заболевании наблюдается дегенерация клеток в мозжечке. Клинические, физиологические и морфологические симптомы заболевания удается точно скопировать на мышах-химерах, полученных с помощью стволовых клеток, привносящих в зародыш информацию о болезни. Большую часть распространенных наследственных заболеваний человека сейчас удается копировать на "нокаутированных" мышах (мышах с выключенным геном): болезни углеводного, липидного обмена, болезни катаболизма аминокислот, выведения меди, билирубина и т.п.

[7] Учеными частных биотехнологических компаний было показано, что, пересаживая ядро клетки человека в яйцеклетку коровы, и закладывая на основе цитогибридной клетки линию стволовых, можно произвести неограниченное число клеток из генома "заказчика" и все использовать для трансплантации без риска отторжения.

[8] В Университете Джорджии.

[9] К межвидовому клонированию прибегают из-за трудности получения донорских яйцеклеток гигантских панд: естественнорожденных панд осталось менее тысячи.  Группе исследователей удалось вырастить эмбрион из соматической (неполовой) клетки только что умершей взрослой самки гигантской панды, поместив ее сначала в яйцеклетку кролика, а затем - в яйцеклетку кошки. Проведенный анализ подтвердил, что полученный эмбрион вне всяких сомнений является зародышем гигантской панды.

[10] На острове Тасмания когда-то были сумчаты волки, видом походили на собак, полосатой попой на зебр, а на волков – любовью к баранинке. Последняя черта не нравилась фермерам, которые с ружьями весь XIX век на полосатосумчатых нападали, так что последний дотянул до 1936-го и сдох. Щенки, которые плавают в спирту в национальном Австралийском музее сдохли раньше, но ДНК в них – бессмертна и волков в Австралии воскресят.

 


 Ваша оценка:

Популярное на LitNet.com Т.Мух "Падальщик 3. Разумный Химерит"(Боевая фантастика) В.Пек "Долина смертных теней"(Постапокалипсис) Д.Сугралинов "Дисгардиум 6. Демонические игры"(ЛитРПГ) К.Корр "Бестия в академии Ангелов"(Любовное фэнтези) Т.Мух "Падальщик 4. Единство"(Боевая фантастика) И.Головань "Десять тысяч стилей. Книга вторая"(Уся (Wuxia)) Е.Вострова "Канцелярия счастья: Академия Ненависти и Интриг"(Антиутопия) А.Завадская "Архи-Vr"(Киберпанк) Т.Мух "Падальщик"(Боевая фантастика) О.Иконникова "Принцесса на одну ночь"(Любовное фэнтези)
Связаться с программистом сайта.

Новые книги авторов СИ, вышедшие из печати:
Э.Бланк "Колечко для наследницы", Т.Пикулина, С.Пикулина "Семь миров.Импульс", С.Лысак "Наследник Барбароссы"

Как попасть в этoт список
Сайт - "Художники" .. || .. Доска об'явлений "Книги"