Взломать Дарвина: генная инженерия и будущее человечества - Джейми Метцль

американских исследователей повторили этот процесс уже на человеческих эмбрионах. Открытие стволовых клеток в человеческих эмбрионах подняло волну ожиданий сначала в научном сообществе, а затем – у широкой общественности.

В 1998 году Джейми Томсон, экспериментальный биолог из Висконсинского университета, и Джон Гирхарт из Университета Джонса Хопкинса – ведущие исследователи эмбриональных стволовых клеток человека – заявили CNN, что многие чудеса стволовых клеток скоро будут раскрыты.

По утверждению Томсона и Гирхарта, такие клетки могут восстанавливать поврежденные клетки позвоночника, мышечные клетки сердца после сердечных приступов и органы, поврежденные болезнью или радиацией. Кроме того, стволовые клетки стимулируют выработку инсулина для лечения диабета, продуцируют клетки мозга, выделяющие дофамин, для лечения болезни Паркинсона и генетически изменяют клетки крови для противостояния таким заболеваниям, как ВИЧ[116].

Сама мысль об использовании эмбриональных стволовых клеток для чудесных исцелений приходила многим людям по всему миру, но других пугала. Как следует из названия, эмбриональные стволовые клетки получали из эмбрионов. Практически во всех случаях источниками клеток служили неимплантированные эмбрионы из клиник по лечению бесплодия. Для верящих в то, что жизнь начинается с момента зачатия, эти ранние эмбрионы в чашках Петри уже являются людьми. Если это так, то уничтожение отбракованных эмбрионов для поддержки передовых исследований, пусть даже для создания чудодейственных методов спасения жизней, было не чем иным, как убийством. Поэтому биология стволовых клеток быстро попала под прицел американского движения за право на жизнь.

«И вдруг стволовые клетки оказались у всех на слуху, – писал журнал Time в июле 2001 года.

– Микроскопические кластеры, некогда зарытые в недрах эзотерических журналов о здоровье, попали на первые полосы национальных изданий… [и] стали настоящим политическим трендом в Вашингтоне. Дискуссии вокруг стволовых клеток угрожают подорвать традиционные альянсы, бросая вызов нашему пониманию жизни и ставя в весьма неудобное положение всех противников абортов: сможем ли мы не нарушить “священность права жизни” и при этом использовать стволовые клетки для помощи живущим среди нас?.. Некоторые сторонники запрета на аборты сравнивают использование стволовых клеток для исследований с деятельностью нацистских врачей во время Второй мировой войны. В то же время стволовые клетки могут оказаться спасением для миллионов больных и их семей»[117].

Джордж Буш-младший, разрываемый между научным прогрессом, консервативно настроенными избирателями и противоречивыми взглядами сотрудников собственного аппарата, пошел на компромисс. В 2001 году 9 августа он объявил о запрете на федеральное финансирование исследований, связанных с новыми линиями эмбриональных стволовых клеток. Это означало, что можно было работать с 71 линией стволовых клеток, которая соответствовала государственным критериям и уже использовалась исследователями. Но ни один исследователь, использующий новые или другие линии человеческих стволовых клеток, не мог получать финансирование от правительства США.

Соломоново решение Буша не пришлось по душе никому. С точки зрения сторонников изучения стволовых клеток, ограничение количества доступных линий тормозило важные исследования, которые могли бы спасти или облегчить жизнь многих людей. Противники исследования стволовых клеток видели в использовании любых линий эмбриональных клеток осквернение и нарушение неприкосновенности жизни. Некоторые американские исследователи бежали в такие страны, как Сингапур и Великобритания, чтобы продолжить свои исследования с меньшими ограничениями. Активисты в Нью-Йорке и Калифорнии выразили протест ограничительным мерам администрации Буша, создав внутри штата хорошо финансируемые организации по поддержке исследований – Нью-Йоркский фонд стволовых клеток (New York Stem Cell Foundation) и Калифорнийский институт регенеративной медицины (California Institute for Regenerative Medicine).

Но затем открытие, сделанное в малоизвестном исследовательском институте Японии, дало дальнейшему изучению стволовых клеток зеленый свет и навсегда изменило наше видение биологической пластичности.

* * *

Большинство из нас рассматривают биологию как линейный процесс. Изначально мы зарождаемся в виде одной клетки, а затем вырастаем в сложноорганизованных существ. Мы рождаемся, стареем, а потом умираем. Но иногда природа прячет свои секреты на виду. Мы не ждем, что из старого молока получится идеально свежий сыр. Однако для нас совершенно нормально, что у двух 30-летних людей рождается младенец с нулевым возрастом, а не сразу 30- или 60-летний человек. Очевидно, в наших клетках уже заложен механизм «обнуления» часов.

В 1950-х годах оксфордский биолог Джон Гердон размышлял о способности некоторых животных клеток к омоложению. Ученый задавался вопросом: могут ли уже специализированные клетки (например, клетки кожи, печени или другие типы зрелых клеток) сохранять скрытую способность к возвращению в свое неспециализированное состояние? Чтобы проверить эту гипотезу, Гердон заменил ядро яйцеклетки лягушки ядром зрелой и специализированной клетки. После оплодотворения лягушачьей спермой почти все эти в буквальном смысле фальшивые яйцеклетки не смогли выполнять свои функции. Однако какая-то их часть смогла чудесным образом оплодотвориться и развиться в здоровых головастиков. Гердон доказал, что при правильных условиях любая взрослая клетка обладает врожденной способностью обращать свое развитие вспять и превращаться в эквивалент эмбриональной стволовой клетки.

Невероятное открытие ученого взбудоражило умы исследователей: оно показало, что в теории клетки могут вести себя, как Бенджамин Баттон, но ключей к разгадке этого процесса не дало. Человеком, сумевшим найти разгадку, стал японский ветеринар-исследователь Синъя Яманака.

Ребенком Яманака жил в Осаке. Он любил собирать и разбирать часы и радиоприемники. Начав врачебную практику в качестве хирурга, он был сильно разочарован своей неспособностью излечить самые страшные болезни пациентов. Это вдохновило его на более глубокое изучение клеточной биологии. Яманака вернулся в институт за докторской степенью в фармакологии, а особенно пристальное внимание уделял генетике мышей. Узнав о работе Джейми Томсона по созданию стволовых клеток человека и о том, как Джон Гердон сумел перепрограммировать ядерную ДНК, Яманака поставил перед собой цель расшифровать скрытые возможности клеток.

В 2006 году, после многолетних и кропотливых исследований, команда Яманаки выяснила, что белки, кодируемые всего четырьмя основными генами, могут поворачивать время вспять и превращать любую взрослую клетку в стволовую. Точно так же, как стволовые клетки в процессе развития дифференцируются в клетки кожи, крови, печени, сердца или одного из 200 клеточных типов человека, факторы Яманаки могут преобразовывать любые клеточные типы в аналоги эмбриональных стволовых клеток. Он назвал эти клетки индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками, или ИПСК. Яманака расщепил клетку и показал, как биологические часы могут идти в обратную сторону.

Яманака и Гердон получили Нобелевскую премию 2012 года, поскольку их открытия имели все шансы кардинально изменить все биологические процессы, включая то, как мы, люди, создаем яйцеклетки. В 2012 году японские клеточные биологи Кацухико Хаяси и Митинори Сайто объявили, что воспользовались факторами Яманаки для перепрограммирования клеток кожи взрослых мышей в ИПСК в пробирке. Затем они добавили еще реагентов, чтобы превратить стволовые клетки в клетки – предшественницы яйцеклеток и сперматозоидов. Когда исследователи помещали искусственные клетки в яичники мышей, эти клетки созревали в яйцеклетки. Когда помещали индуцированные