Взломать Дарвина: генная инженерия и будущее человечества - Джейми Метцль

клетки – предшественницы сперматозоидов в яички мышей, эти клетки созревали в сперму. Индуцированные яйцеклетки и сперматозоиды использовались для искусственного оплодотворения мышей, приводя к рождению идеально здоровых мышат. Несмотря на чрезвычайно низкий коэффициент успешности ЭКО яйцеклетками и сперматозоидами, полученными от ИПСК, это все равно стало настоящим прорывом[118]. Сперму и яйцеклетки создавали из клеток кожи и использовали, чтобы дать жизнь здоровым мышам.

Двумя годами позже, в 2014 году, ученые из Англии и Израиля смогли повторить этот опыт. Однако в этот раз человеческие яйцеклетки и сперматозоиды создавались из клеток кожи лабораторно[119]. И вновь эффективность опыта была чрезвычайно низкой. Затем в сентябре 2018 года команда Сайто объявила, что смогла индуцировать клетки – предшественницы яйцеклеток из кровяных клеток человека, которые затем выращивались в крошечных яичниках, развившихся из эмбриональных клеток мышей. И хотя эти индуцированные клетки – предшественницы человеческих яйцеклеток не были достаточно зрелыми для оплодотворения, достижение такой цели уже казалось вполне реальным. Обилие неизвестных в этом уравнении не гарантирует безопасности этой процедуры для человека в ближайшем будущем. Однако наука не стоит на месте. Да и последствия таких открытий имеют колоссальное значение для будущего человеческого размножения (и вашего личного опыта в клинике 2045 года)[120].

В среднем после извлечения к возможному оплодотворению готовы около 15 яйцеклеток обычной женщины. Поскольку некоторые яйцеклетки оказываются непригодными для оплодотворения или же в эмбрионах присутствуют дефекты, для ЭКО характерен высокий коэффициент отбраковки. Следовательно, на ранней стадии количество пригодных эмбрионов значительно ниже, чем 15. Но технология индуцирования стволовых клеток способна в разы удвоить этот показатель.

Те самые 100 мл крови, которые ваш ассистент взял во время презентации в офисе, содержат около 300 миллионов мононуклеарных клеток периферической крови, или МКПК. Мононуклеарными клетками называются клетки крови, содержащие ядро. Благодаря факторам Яманаки каждая из таких МКПК (или других типов взрослых клеток) может превращаться в стволовые клетки. Затем с помощью механизма, придуманного Хаяши и Сайто, каждую из миллиона стволовых клеток можно превратить в половую клетку-предшественницу, а после – и в саму яйцеклетку.

Теперь у вас есть сотни, тысячи и даже миллионы яйцеклеток, а сперматозоиды и так исчисляются сотнями миллионов. Но даже при недоступности спермы отца или его бесплодности тот же процесс можно использовать и для создания спермы из ИПСК. Поместите сперматозоиды и яйцеклетки в пробирку при правильной температуре или же введите сперматозоиды в яйцеклетки – и теперь вместо 15 оплодотворенных яйцеклеток вы получите сотни или даже тысячи. Затем лаборанты могут воспользоваться передовыми технологиями с искусственным интеллектом для машинной сортировки оплодотворенных яйцеклеток по оптимальной форме и биологии, что сейчас эмбриологи в клиниках делают вручную. На следующем шаге оплодотворенные яйцеклетки будут выращиваться в течение 5–7 дней – до тех пор, пока в каждой не появится по 100 клеток. Затем из каждой бластоцисты извлекут по пять клеток для секвенирования.

Под влиянием масштабного удешевления секвенирование таких ранних эмбрионов станет быстрой, легкой и дешевой процедурой. А дешевизна и универсальность секвенирования в сочетании с электронными медкартами, анамнезами и анализом больших данных к тому времени раскроют куда больше секретов человеческого генома. Информация, которую сможет предоставить нам каждый из сотен эмбрионов, по сегодняшним стандартам будет просто колоссальной. И весьма вероятно, что секвенирование станет совершенно нормальной составляющей репродуктивного процесса – как вы и видите в своем 2045 году.

После того, как дрон-курьер забрал ваш анализ крови, несколько недель вы живете обычной жизнью. Чего не скажешь о самом анализе крови, который за это время претерпевает ряд метаморфоз. Факторы Яманаки используются в клинике, чтобы превратить клетки крови в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки. Эти стволовые клетки превращаются в клетки – предшественницы яйцеклеток – точно так же вы вырабатывали их в своем организме при процедуре ЭКО десятилетней давности. Только на этот раз вне вашего тела вызревает куда больше яйцеклеток, чем это было бы возможно внутри.

Вас переполняет нарастающее волнение. Годами вы обсуждали возможность завести третьего ребенка, и вот этот важный день настал.

Поскольку мы рассматриваем гипотетическую ситуацию, в этой истории можно поэкспериментировать с кандидатурой на роль вашего партнера. Им может быть ваш муж или какой-то другой человек. Можно даже представить себе сюжет, в котором двое мужчин захотели завести своего полнокровного биологического ребенка и использовали для этого сперму от одного отца и яйцеклетки, выращенные из взрослой клетки другого отца. Ну, или обе субстанции – и яйцеклетка, и сперматозоид – были получены от одного и того же человека, который станет для ребенка и отцом, и матерью. Причем на сегодняшний день такой сценарий кажется вполне вероятным.

Американские ученые уже получили жизнеспособное потомство от двух самцов мышей. В ноябре 2018 года китайские ученые объявили, что смогли успешно собрать стволовые клетки из мышиной яйцеклетки. Затем эти клетки созрели в сперматозоиды, которыми оплодотворили яйцеклетку другой самки мыши. В результате было получено здоровое потомство с половиной генетического материала от первой матери и половиной – от второй. Недавние исследования указывают на вполне реальную возможность созревания яйцеклеток в яичниках, распечатанных на 3D-принтере и заполненных фолликулами. Такие клетки можно имплантировать мужчине или женщине-трансгендеру.

Но не спешите покупать мужскую одежду для беременных! Хотя, конечно, наша биология совсем не та, что раньше.

В день X в клинике вы с нетерпением ждете, когда вас пригласят на прием.

С вашего прошлого визита 10 лет назад комната ожидания изменилась. Вы сидите на роскошном диване, окруженные мягким светом и расслабляющей музыкой, и ничуть не жалеете, что выбрали именно эту клинику. Сейчас она стала частью более крупного синдиката, занимающего свою нишу в американском секторе репродуктивных технологий, который оценивается в 50 миллиардов долларов.

Дверь открывается, и вас приветствует врач. Теперь стены кабинета представляют собой большие экраны. Доктор подобрала для вас морскую тематику, и, сидя на приеме, вы чувствуете, будто отдыхаете за столиком на набережной. Размеренный шум волн успокаивает.

Вы цените внимание врача, но думаете совершенно о другом. Вот уже 20 лет вы имеете дело со вспомогательными репродуктивными технологиями. У вас есть двое замечательных детей: бодрая и здоровая 20-летняя дочь, которая уже учится в колледже, и задорная, творческая и чудесная 10-летняя девочка, которая ждет вас дома. В этот раз вас не нужно ни в чем убеждать.

– Как все прошло? – с нетерпением спрашиваете вы.

– Хорошо, – отвечает врач. – Давайте сразу перейдем к делу. Ваш образец крови благополучно доставили неделю назад. Мы поместили препарат в центрифугу для извлечения нужных клеток, затем перепрограммировали их в стволовые клетки. Эти клетки мы используем для создания клеток – предшественницы яйцеклеток, а затем – и самих яйцеклеток. Мы решили