Впервые исследователи создали эмбрионоподобные структуры из стволовых клеток — многие даже говорят об искусственных эмбрионах. Они предназначены для исследования развития человека. Это вызывает много вопросов.
Искусственные эмбрионы на старте?
[Дебют] Кэтрин Мейер
Перевод с немецкого Леонида Комиссаренко
Впервые исследователи создали эмбрионоподобные структуры из стволовых клеток — многие даже говорят об искусственных эмбрионах. Они предназначены для исследования развития человека. Это вызывает много вопросов.
Беременность — это что-то совершенно нормальное — с одной стороны. С другой стороны, начало новой жизни — это нечто особенное. Как получившийся крошечный комочек клеток организуется в эмбрион, в новую человеческую жизнь? По большому счёту это известно. И с тех пор, как известна технология искусственного оплодотворения в пробирке, стало возможным наблюдать и начало человеческой жизни.
Эмбриоид, созданный из стволовых клеток человека, соответствующий двенадцатому дню развития
Однако вторая неделя эмбрионального развития, имплантация в матку и последующие стадии у человека подробно не изучались. Исследователи говорят о «черном ящике». Эта фаза особенно уязвима, и, по оценкам, 60 процентов беременностей затем теряются, как пишет польско-британский биолог развития Магдалена Зерницка-Гетц. Новые данные об этом могут быть полезны парам, которые хотели бы иметь детей.
Однако из этических соображений наука здесь тормозится: в Германии Закон о защите эмбрионов полностью запрещает исследования на человеческих эмбрионах. Во многих странах мира действует правило, согласно которому эмбрионы для исследовательских целей не должны развиваться в пробирке дольше 14 дней.
Но как же тогда можно проникнуть в суть этих самых ранних стадий человеческого развития? В Германии есть несколько рабочих групп, которые проводят фундаментальные исследования эмбрионального развития мышей. В одной из них — специалист по биологии развития Себастьян Арнольд, член Фрайбургского кластера передового опыта (CIBSS). Но у мыши как модели есть свои ограничения: «У людей определенно есть процессы развития, которые отличаются от процессов у мышей», — говорит профессор регенеративной фармакологии. «Если хотите понять эмбриональное развитие человека, то необходимо найти способы его изучения в моделях». Недавно мировой общественности были представлены такие модели: эмбрионоподобные структуры, так называемые эмбриоиды или модели эмбрионов, которые создавались из способных к культивации человеческих эмбриональных стволовых клеток… Не они ли являются синтетическими человеческими эмбрионами, как первой написала британская газета Guardian?
В основе публикаций лежит научная гонка между двумя исследовательскими группами — американо-британской под руководством Магдалены Зерницкой-Гетц и израильской под руководством Джейкоба Ханны. Работы двух групп до сих пор были опубликована только в виде препринта (статья Зерницкой-Гетц даже была на этой неделе опубликована в известном журнале Nature), что означает, что они еще не прошли научную рецензию. Но уже в прошлом году две группы создали эмбриональные структуры из стволовых клеток мыши. Зерницка-Гетц позволилa эмбриоидам мыши созреть в течение 8,5 дней — почти половину короткого периода беременности мыши. При этом у эмбриоида развилoсь бьющееся сердце.
Теперь исследовательские группы перенесли соответствующие методы на человека: для своих человеческих эмбриоидов им не нужны ни яйцеклетки, ни сперматозоиды — они созданы полностью из эмбриональных стволовых клеток. Группа Ханна даже показывает, что настоящие эмбриональные стволовые клетки не нужны в качестве отправной точки, но что эмбриоиды также могут быть получены из перепрограммированных клеток кожи — так называемых индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPS).
Что же произошло? Согласно публикациям, эмбриоиды, созданные из стволовых клеток, сопоставимы во многом с естественными эмбрионами: «Они очень похожи, — рассуждает Себастьян Арнольд. Множество клеток, имеющихся в зародыше человека, образуется также и в рассматриваемой модели. Они регулярно собираются в тканиевые структуры». Хотя эмбриоиды и перескакивают через ранние стадии развития, но в дальнейшем протекании процесса они выглядят почти так же».
Модели напоминают человеческие эмбрионы на 13-й или 14-й день после оплодотворения. «Это соответствует только что имплантированному эмбриону в момент времени, до начала настоящего развития органов», — говорит Арнольд. Таким образом, у эмбриоидов нет ни бьющегося сердца, ни центральной нервной системы. Научные достижения исследователей состоят, среди прочего, в том, что стволовые клетки перепрограммировались таким образом, что теперь они также формируют типы тканей, которые не принадлежат непосредственно эмбриону, но необходимы для развития, например — жёлчный пузырь. После этого, объясняет Арнольд, происходит самоорганизация различных типов клеток, которые почти автоматически развиваются, как и у зародышей.
Как далеко могли бы развиваться эмбриоиды? «Мы не знаем, — говорит Арнольд. — Но я убежден, что мы можем пойти гораздо дальше, чем показали до сих пор. Например, до эмбриоидов с бьющимся сердцем, нервной системой и другими системами oрганов»
На данный момент еще есть технические проблемы, но они, вероятно, будут решены в ближайшие несколько лет», — уверен Арнольд. Однако всегда есть вероятность, что в какой-то момент вы столкнетесь с биологическим барьером, который не позволит структурам развиваться дальше полностью. И последнее, но не менее важное, — добавляет Арнольд, — моделям эмбрионов в конечном итоге потребуется подключение к источнику питательных веществ, например, к искусственной плаценте».
Являются ли эти модели вехой в исследованиях? Мнения разделились. Мишель Бойани, глава рабочей группы по эмбриологии мышей в Институте молекулярной биомедицины Макса Планка в Мюнстере, описывает результаты групп в заявлении Научного медиа-центра как «большой прогресс» и «радикальный поворотный момент». Со временем отпадёт необходимость в яйцеклетках при лабораторных исследованиях развития человеческих эмбрионов. Арнольд смотрит на это куда более трезво: для него перенос уже отработанных на мышах технологий, — «ожидаемый технический прогресс».
Однако новые возможности, открытые этими исследованиями, действительно являются важной вехой — по крайней мере в том, что поднимают серьезные этические вопросы. Это начинается уже с терминологии: можно ли называть получившиеся структуры синтетическими эмбрионами, как это сделали Guardian и многие СМИ? Для Арнольда эти два слова — слишком грубое, ненужное преувеличение. В конце концов, у них есть и отличия от человеческих эмбрионов. Он предпочитает говорить об эмбриоидах. Зерницка-Гетц и Ханна называют свои объекты исследования только моделями эмбрионов. Ведь их предполагается использовать только для исследований. Другие ученые, такие как специалист по биологии мышей Бояни, возражают против этого: поскольку структуры резюмируют раннее человеческое развитие, их следует называть эмбрионами, требует Бояни — независимо от их биологического происхождения.
Иоахим Больд, заместитель директора Фрайбургского института этики и истории медицины, также не стал бы говорить о синтетических эмбрионах. «Это предполагает, что необходимо лишь их имплантировать, и тогда получим синтетического человека». Но это не является целью данного исследования и не соответствует тому, что возможно в настоящее время.
«Но важно классифицировать развитие концептуально и этически», — говорит Больд, — Для этого нужно знать, сколь способны структуры к развитию, а также чем они отличаются от реального эмбриона».
Больду ясно, что теперь необходимы новые правовые нормы. Закон о защите эмбрионов 1990 года, запрещающий исследования эмбрионов, здесь не работает. Он говорит: «Четкая разделительная линия, которая существовала до сих пор, размыта новыми исследованиями. Даже существующие в Германии ограничения на исследования эмбриональных стволовых клеток не применялись бы, если бы такие эксперименты проводились с iPS-клетками. Это, конечно, не соответствует первоначальному замыслу законодателя. Тем временем происходят вещи, которые долгое время считались невозможными.
Новых правил требуют не только специалисты по этике, но и такие ученые, как Арнольд. «Обсуждение должно быть проведено. Как далеко можно и желательно зайти?»
https://www.pharmakologie.uni-freiburg.de/ii/arnold
https://www.igm.uni-freiburg.de/Mitarbeitende/mitarbeiter_boldt
Вообще говоря, относительно недавно и выращивание человеческих органов из стволовых клеток казалось фантастикой. Сегодня этот процесс ещё не поставлен на конвейер, но уже никого не удивляет. Почему ученые множества стран этим занимаются? Не только потому, что им это интересно, но и потому, что у этих работ есть четкая ЦЕЛЬ-помощь больным, которые нуждаются в трансплантации какого-либо органа. Совершенно естественно, что в данном случае ни религия, ни мораль не имеют ничего против. В случае же создания эмбриональных структур (многие, как написано в статье, даже говорят об искусственных эмбрионах) все не так просто. Если целью будет объявлено создание искусственного эмбриона из стволовых клеток страдающих бесплодием родителей с последующим переносом его в матку матери, то очень может быть, что никто против этого возражать не будет. Если же ученые объявят, что в будущем в результате их исследований будет возможно выращивание человека из подобного эмбриона без участия женщины, то официально и религиозные деятели, и власти наверняка будут протестовать и запретят подобные эксперименты.
P.S. Об овечке Долли (первый в мире клон) наверняка все слышали, а вот клонированием человека вроде официально никто пока не занимается…
Сами учёные, работающие с эмбрионами, становятся похожи на эмбрион.
Следовательно, работы эти будут запрещены: индусам и китайцам не до эмбрионов, как и мусульманам; а 800 млн. католиков во главе с Папой — тоже не кот чихнул.
Мне понятно, что подобные работы законодательно можно притормозить, но остановить их невозможно.
По-моему, в 1950/60-е годы в Италии проводились научные работы по выращиванию человеческих эмбрионов «в пробирке». Тогда поднялась грандиозная кампания в католической церкви (увидели покушение на божью прерогативу) и работы были запрещены.
Да, именно в эти годы итальянский эмбриолог Даниэле Петруччи проводил успешные опыты по выращиванию человеческого зародыша вне тела матери и довёл это дело до полуторамесячного возраста. Я почему вспомнил: в середине шестидесятых у моего товарища, Игоря Погребного, было стихотворение о плохой (очевидно) жизни и там строчки: «…уж лучше в банке у Петруччи сперматозоидом промучиться».
Жизнь стала хорошая и я по этому поводу тоже вот написал:
раскрыт простор, привольно дышится,
проблемы есть, но тем не менее
прогресс идёт, наука движется
без колеи, но в направлении.
растёт число, всё выше качество,
успехи этики, генетики,
и улучшают человечество
прикладники и теоретики.
и в практику забито фирмами,
и направленье верно понято,
и выстлана Онирофильмами
победа правды эмбриоида.