Справка

Зачем нужны стволовые клетки

Три-четыре года назад стволовыми клетками всерьез интересовались очень немногие биологи и врачи, а теперь их воспринимают как символ новой медицины двадцать первого столетия. О стволовых клетках говорят римский понтифик и американский президент, о них спорят на страницах газет и трибунах парламентов, расходы на их изучение исчисляются сотнями миллионов долларов, а потенциальные прибыли от их применения - многими миллиардами.

Так что же это такое - стволовые клетки? Их уникальные особенности легче всего понять, если проследить за развитием человеческого эмбриона. Оно, это развитие, как известно, начинается с оплодотворенной делящейся яйцеклетки, которая прикрепляется к стенке матки. Клетки, которые возникают после первых делений дробления, называют ТОТИПОТЕНТНЫМИ, в переводе с латыни - всемогущими. Такие клетки сохраняют все качества исходной яйцеклетки - любая из них может дать начало новой человеческой жизни. Генетически тождественные однояйцевые близнецы возникают именно из вторичных тотипотентных клеток, которым по каким-либо причинам удалось приобрести самостоятельность.

Пойдем дальше. Примерно через четверо суток после первого деления яйцеклетка образует крошечный пузырек - бластоцисту. Клетки бластоцисты уже не равноценны и посему не тотипотентны. Из наружного слоя таких клеток образуются зародышевые оболочки и плацента, которые осуществляют связь между организмом матери и эмбрионом. Внутри бластоциста заполнена совершенно иными клетками, которые называют родоначальными или стволовыми. Из такой клетки уже не может сформироваться нормальный зародыш, однако в результате последовательных делений они дают начало всем без исключения типам клеток человеческого организма (а их немало - примерно двести двадцать). Эту разновидность стволовых клеток называют ПЛЮРИПОТЕНТНЫМИ.

По мере развития зародыша плюрипотентные клетки теряют былую универсальность и недели через две превращаются в стволовые клетки с более скромными возможностями. Они пока еще сохраняют родоначальный характер, но тем не менее приобретают и свой собственный профиль. Некоторые из них в дальнейшем трансформируются в клетки крови, другие - в клетки кожных покровов, третьи - в клетки печени. Такие специализированные стволовые клетки получили название МУЛЬТИПОТЕНТНЫХ. Давно известно, что они есть и у детей, и у взрослых: будь иначе, у нас не обновлялись бы ни кровь, ни кожа. Например, кроветворные клетки в основном обитают в красном костном мозге, но в небольших количествах циркулируют и в кровяном русле. Однако до последнего времени считалось, что исходная специализация мультипотентных клеток изменению уже не подлежит и что, скажем, стволовые клетки кожи ни при каких обстоятельствах не могут давать начало клеткам слизистой оболочки кишечника. Совсем недавно ученые доказали, что природа соблюдает этот запрет отнюдь не строго. Но но об этом чуть ниже.

Рассеянные по взрослому организму мультипотентные стволовые клетки очень нелегко заметить и изолировать - ведь внешне они ничем не отличаются от "обычных" клеток той же ткани. Действенные методы поиска и выделения таких клеток появились лишь в конце девяностых годов, а сейчас они все больше и больше совершенствуются. Напротив, извлечение плюрипотетных стволовых клеток из эмбрионов - операция технически не такая уж трудная и давно освоенная.

Культивирование и изучение эмбриональных стволовых клеток млекопитающих ведется уже лет двадцать - исследователи начинали с мышей, а позже перешли и к другим животным. Три года назад профессор Висконсинского университета Джеймс Томас впервые выделил стволовые клетки из человеческой бластоцисты. Это позволило выращивать такие клетки на питательных средах для биомединских экспериментов.

Рассказ о свойствах стволовых клеток будет заведомо неполон, если оставить без упоминания две их совершенно уникальные особенности. В результате деления специализированных клеток образуются пары таких же клеток, которые полностью тождественны друг другу. А вот для стволовых клеток это правило не работает. Кроветворная стволовая клетка костного мозга в естественных условиях дает две дочерние клетки, одна из которых остается стволовой, а вторая претерпевает цепь превращений и в конечном счете превращается в лейкоцит или эритроцит. Если бы дело обстояло иначе, организм быстро израсходовал бы запас сохранивших эмбриональные свойства стволовых клеток и любое обновление тканей стало бы невозможным. Конечно, стволовые клетки деградируют с возрастом, и у пожилых людей их куда меньше, чем у подростков, но какое-то количество их сохраняется до глубокой старости.

Культура эмбриональных стволовых клеток ведет себя по-иному. На некоторых питательных средах такие клетки размножаются практически бесконечно, не претерпевая никаких изменений, как и клетки злокачественных опухолей. Однако специальные химические стимуляторы могут заставить культивированные стволовые клетки переродиться в нейроны, клетки поджелудочной железы и печени, костную и мыщечную ткань. Эти эксперименты - а все они были выполнены в течение трех последних лет - показывают, что культуры эмбриональных стволовых клеток можно использовать для выращивания самых различных тканей для пересадок больным людям.

Но и это еще не все. Стволовые клетки взрослых особей также обладают неожиданной пластичностью. Еще два года назад исследователи из Питтсбургского университета доказали, что стволовые клетки красного костного мозга могут давать начало гепатоцитам - функциональным клеткам печени. Позднее подобные трансформации наблюдались неоднократно - и у животных, и у человека. Результаты этих экспериментов позволяют предположить, что, к примеру, для лечения цирроза печени можно использовать стволовые клетки самого больного - естественно, выделенные из его костного мозга и размноженные в культуре. Неудивительно, что три года интенсивных исследований стволовых клеток породили надежду на скорое появление РЕГЕНЕРАТИВНОЙ МЕДИЦИНЫ, способной выращивать не только кусочки тканей, но и целые органы.

Справка

Эмбриология в свете теологии

"А не надо никаких точек зрения", - безапелляционно заявило когда-то московскому литератору, рвавшемуся в идеологический бой, лицо, несомненно авторитетное в вопросах жизни и смерти. Однако же простые смертные не внимают совету и то и дело норовят осчастливить мир своими суждениями о сокровеннейших тайнах бытия.

Стараясь обосновать свой взгляд на проблему эмбрионов, сторонники разрешения медицинских экспериментов обращаются к первоисточнику, то есть к Библии. Лучше бы они этого не делали. Богословский спор, который они ведут с христианскими фундаменталистами, чрезвычайно напоминает знаменитый публичный диспут народного комиссара Луначарского с митрополитом Введенским на сакраментальную тему: "Есть ли Бог?" Дерзкий наркомпрос высмеял наивные представления христиан о душе при помощи неотразимого аргумента. Тысячи патологоанатомов вскрывают трупы, сказал он, и что же видят? Все внутренности на месте, всЈ есть, а вот души нет. На это его оппонент ответил так. Те же тысячи патологоанатомов вскрывают и черепа покойников, и вот, представьте себе: мозг есть, а ума нет.

Ключевой вопрос дискуссии - в какой момент неодушевленная материя превращается в уникальную человеческую особь, когда у плода появляется душа? В поисках ответа сенатор Гордон Смит в ходе недавних слушаний в комитете верхней палаты по ассигнованиям апеллировал к главе 2 Книги Бытия, где описывается создание Господом Адама. Адам, напомнил почтенному собранию сенатор, стал человеком лишь после того, как Господь вдохнул в него душу. Таким образом, заявил Смит, рождение человеческого существа представляет собой "двуступенчатый процесс": оплодотворенная клетка - это только форма; душу она обретает будучи помещена в матку. Эмбрион, созданный в лаборатории и никогда не бывший в женском чреве, нельзя рассматривать как в полной мере живое существо, резюмировал Смит.

Представитель Конференции американских католических епископов Ричард Дорфлингер тотчас дезавуировал мнение Смита, назвав его теорию "любительской теологией", а выводы, к которым он пришел, "абсурдными". Развитие эмбриона, возразил богослов-профессионал, процесс всецело внутренний, предопределенный его собственной структурой; материнское же чрево - не что иное, как питательная среда. "Представим себе, что ученые создали искусственную матку, - сказал Дорфлингер. - Разве младенец, родившийся таким способом, не будет человеком? Позволительно ли будет его убить для каких бы то ни было целей?"

Глава массачусетской компании Advanced Cell Technology, Inc. Майкл Вест (именно эта компания недавно объявила о том, что ведет работы по клонированию эмбрионов, с тем чтобы снять моральную проблему) представил законодателям свой взгляд на вещи. По его словам, этическая проблема возникает по достижении эмбрионом возраста двух недель. Именно на 15-й день у него начинается формирование позвоночника. До того как это произошло, плод можно разделить на две части и получить в итоге однояйцевых близнецов или, наоборот, слить два зародыша в один. Именно этот момент превращения зародыша в индивидуальность, сказал Вест, определил британский парламент, легализовавший в этом году исследования эмбриональных стволовых клеток. Бизнесмен тоже цитировал Библию, в данном случае притчу о трех рабах, рассказанную в главе 25 Евангелия от Матфея: хозяин дал каждому по таланту, двое удвоили капитал, а третий зарыл свой талант в землю. Федеральное правительство, заявил Вест, не должно уподобляться третьему рабу.

Как раз на этих слушаниях свою позицию изложил Билл Фрист, до избрания в Сенат практиковавший трансплантацию сердца и легких. Трансплантация донорских органов, объяснил он, стала возможна лишь после того, как ученые и законодатели (это произошло в 1968 году) пришли к выводу, что смерть наступает не тогда, когда перестают биться сердце и дышать легкие, а когда прекращает жизнедеятельность мозг. При этом органы и ткани организма продолжают жить и оставаться пригодными для пересадки. В противном случае донорские органы пришлось бы выбрасывать на помойку, как и придется поступить с искусственно зачатыми, но забракованными эмбрионами, если будет запрещено их дальнейшее использование в медицинских исследованиях. Такая точка зрения, естественно, не мешает Фристу оставаться противником абортов, а также клонирования эмбрионов.

С ним решительно не согласился сенатор Сэм Браунбэк, заявивший, что эта концепция "отрицает достоинство маленького человека", приравнивая его к животному, растению или даже собственности.

Наконец, влиятельнейший в консервативных религиозных кругах сенатор Оррин Хэтч (он, как и Гордон Смит, мормон и противник абортов) на днях направил министру здравоохранения Томми Томпсону письмо, в котором привел такой аргумент в пользу снятия запрета на исследования: оставаясь в лабораторной пробирке, эмбрион не имеет возможности развиться в человека - этот шанс у него появляется лишь после имплантации в матку. Только в этом случае правительство должно защищать право зародыша на жизнь.

Что касается римско-католической церкви, сейчас наиболее бескомпромиссно выступающей против манипуляций с эмбрионами, она не всегда придерживалась своей нынешней доктрины. В Средние века человечество имело смутное представление о процессе оплодотворения. Вплоть до середины XVI столетия в науке господствовала точка зрения Аристотеля, который полагал, что плод оживает тогда, когда начинает двигаться. Не имея ни малейшего представления о физиологии беременности, Аристотель начинал отсчет на 40-й день после зачатия, если плод был мужского пола, и на 80-й - если женского (девочку он считал неполучившимся мальчиком).

В 1588 году католическая церковь пришла к убеждению, что появление на свет нового человеческого существа происходит в момент зачатия, и папа Сикст V объявил контрацепцию и искусственное прерывание беременности смертными грехами. Однако спустя всего лишь три года Григорий XIV вернулся к аристотелевой доктрине сорока дней. В 1677 году сделал свое открытие знаменитый голландец Антон ван Левенгук. Он внимательно рассмотрел в изобретенный им самим микроскоп семенную жидкость, обнаружил в нем сперматозоиды и заключил, что именно сперматозоид - прообраз полноценной особи, а яйцо и половые органы самки служат лишь питательной средой. В 1827 году петербургский академик Карл фон Бэр открыл и описал яйцеклетку у млекопитающих, в том числе и у человека, тем самым положив начало эмбриологии. Со своей стороны, в 1869 году Пий IX запретил католикам аборты на любой стадии беременности, объяснив пастве, что зародыш обладает душой с момента зачатия.

Первый младенец, зачатый in vitro, девочка Луиза Браун, появился на свет в 1978 году.

Впрочем, Мефистофель придерживался на этот счет иной хронологии: выслушав научные объяснения Вагнера ("И то, что жизнь творила органично, //Мы научились кристаллизовать"), меланхолически отвечает ему, что уж кого-кого, а "кристаллизованных людей" он на своем долгом веку повидал.

Владимир Абаринов

Справка

Роковые яйца

Несмотря на то что искусственное оплодотворение практикуется в США уже 20 лет (именно в таком возрасте пребывает сейчас первая американка, родившаяся in vitro - Элизабет Джордан Карр, зачатая в том самом норфолкском Институте репродуктивной медицины имени Джонсов, который эпатировал публику "разведением" эмбрионов "на убой"), правовая база этого способа размножения находится, можно сказать, в зачаточном состоянии. В трудах отцов-основателей, с которыми привыкли сверяться американцы, ничего не говорится о правовых и этических проблемах в этой сфере. В статьях "Федералиста" слово "эмбрион" употребляется многократно, но лишь в иносказательном политическом смысле (типа - раздавить в зародыше гадину деспотизма). На почве несовершенства законодательства имеют место многочисленные судебные казусы.

В Бостоне уже седьмой год ведут тяжбу бывшие супруги, имена которых не разглашаются ввиду деликатности проблемы. Предмет спора - оплодотворенные эмбрионы. Лишенная возможности зачать естественным образом, женщина выносила и родила в 1992 году девочек-близнецов, зачатых в пробирке. Затем пара, прожившая вместе 17 лет, распалась, и в 1995 году бывшая жена решила воспользоваться эмбрионами, оставшимися от операции и хранящимися с тех пор в клинике. Бывший муж, узнав об этом, вчинил иск, заявив, что не хочет заводить новых детей с женщиной, с которой он больше не живет одной семьей. Суд штата Массачусетс по делам о наследстве и опеке решил дело в пользу совладельца эмбрионов: он действительно подписал в свое время документ, которым право распоряжения зародышами передавалось матери, однако срок действия бумаги - 1 год - давным-давно истек. Cпор, насколько известно, еще не завершен. При этом остается неясным, пригодны ли еще для имплантации в матку эмбрионы, полученные почти 10 лет назад.

В 1999 году в Нью-Йорке черные супруги Роберт и Дебора Роджерс подали иск о признании своих родительских прав в отношении ребенка, рожденного белой женщиной Донной Фасано. Обеим дамам эмбрионы, полученные in vitro, были имплантированы в одной клинике в один и тот же день. В организм Фасано зародыш Роджерсов попал по недосмотру врачей вместе с принадлежащим ей по праву. В итоге Фасано родила двойню совершенно непохожих младенцев - белого мальчика, которого назвали Винсентом, и черного Джозефа. Дебора не родила никого - имплантированный ей эмбрион оказался дефектным. После анализа ДНК суд постановил передать Джозефа его генетическим родителям. Ричард и Донна Фасано с этим решением согласились при условии, что им и Винсенту будет разрешено навещать ребенка, которого Роджерсы переименовали в Акейла. Роджерсы не возражали, но затем передумали. Супруги Фасано обратились в суд. Суд первой инстанции определил, что Фасано могут встречаться с ребенком по субботам в течение четырех часов. Роджерсы апеллировали, и Верховный суд штата Нью-Йорк приостановил исполнение этого решения, а затем и вовсе отменил его. Параллельно белая пара судилась с клиникой, которая нарушила медицинскую тайну, сообщив Роджерсам имя суррогатной матери.

Закон штата Миссури об ограничении права на аборты содержит преамбулу, которая гласит, что рождение наступает в момент зачатия. Мало того: Верховный суд штата постановил, что это положение распространяется и на законы, не имеющие отношения к эмбриологии. В результате миссурийские суды низших инстанций, говорят, завалены исками подростков, желающих получить водительские права на 9 месяцев раньше положенного.

Владимир Абаринов

Справка

Эксперименты со стволовыми клетками эмбрионов

В 1998 году сотрудник Висконсинского университета Джеймс А. Томсон впервые сумел выделить стволовые клетки. Эти первичные клетки, из которых в теле человека можно вырастить любую клетку или ткань, получают из эмбриона на той стадии, когда он представляет собой скопление от 100 до 300 клеток. Размер его в это время таков, что он может уместиться на кончике швейной иголки. Эмбриональные стволовые клетки рассматриваются как строительный материал, открывающий новую эру - эру восстановительной медицины. Ученые утверждают, что скоро настанет день, когда для лечения человека можно будет использовать его собственное тело.

Открытие д-ра Томсона вызвало энтузиазм в научных кругах и тревогу в Вашингтоне. В настоящее время эксперименты с эмбриональными стволовыми клетками могут вестись только на деньги частных лиц, поскольку Конгресс запретил федеральное финансирование подобных исследований.

Тем не менее 12 июля 2001 года ученые, работающие в частном Институте репродуктивной медицины имени Джонсов (Норфолк, штат Вирджиния), признали, что они искусственным путем создавали эмбрионы исключительно для того, чтобы получать стволовые клетки. В биотехнологической компании Advanced Cell Technology (штат Массачусетс) сейчас пытаются применять технологии клонирования для создания эмбрионов - 100-300-клеточных копий реальных людей, чтобы выращивать из стволовых клеток ткани, не вызывающие отторжения у пациентов.

Сегодня почти в 20 штатах существуют законы, регулирующие исследования с использование человеческих эмбрионов и утробного плода. В 9 штатах любые эксперименты с эмбрионами запрещены.

В Южной Дакоте эксперименты с клетками и тканями эмбрионов считаются нетяжелым преступлением.

В Висконсине ведутся дебаты о запрете всех исследований, в которых используются стволовые клетки, полученные из человеческих эмбрионов.

В Массачусетсе с 1974 года действует закон, запрещающий использование в любых экспериментах "живого утробного плода".

В Вирджинии законов, регулирующих исследования эмбрионов, нет.

В ряде штатов вместо закона действует прецедент. Так, в начале 90-х годов, когда активно велись исследования, касающиеся использования тканей абортированного плода для лечения болезни Паркинсона, научная работа такого рода была запрещена судами в Иллинойсе, Луизиане, Юте и Аризоне. Суды решили, что существующее законодательство толкует проблему чересчур расплывчато, и высказались с полной определенностью.

В некоторых штатах запрещено покупать эмбриональные ткани. По мнению юристов, этот запрет тормозит работу ученых и компаний, занимающихся биотехнологиями. В данном случае неважно, будет принята программа федерального финансирования таких исследований.

Источники: BBC News, New York Times