Рождение химер

Белоснежная шкурка, красные пуговки глаз, подвижный носик – на первый взгляд обычные лабораторные крысы. Но на самом деле таких существ еще не рождалось – ведь это крысы, которые появились на свет с одним органом мыши. Этот орган – поджелудочная железа. После вскрытия животных видно, как местами их плоть отсвечивает зеленым. А поджелудочная железа этих крыс просто излучает зеленый свет. Флуоресцентная подсветка обусловлена молекулами-маркерами, сигнализирующими: это не орган крысы. Он сформировался из клеток мыши, «подсаженных» учеными в эмбрионы крыс через несколько дней после оплодотворения.

Такой прорыв совершила группа ученых Стэнфордского университета во главе с Хиромицу Накаучи. В прошлом терапевт, Накаучи решил заняться наукой в надежде, что это позволит ему внести вклад в медицину будущего, когда у врачей будет больше возможностей. Гибрид мыши и крысы должен стать первым шагом на этом пути.

Лечебные химеры

Химеры – в самом этом слове слышится что-то магическое. Мифические существа издавна окрыляют фантазию человека. Человеколев, созданный 35 тыс. лет назад на территории долины Лонеталь на юге современной Германии, считается одним из старейших произведений искусства в истории человечества. Позднее компанию ему составил целый бестиарий из кентавров, сфинксов, грифонов, оборотней и русалок. Химера собственной персоной впервые появляется в «Илиаде» Гомера. Поэт называет ее чудовищем, изрыгающим огонь: «спереди лев, позади же дракон, а коза в середине».

Раньше эти твари существовали только в воображении их творцов. И только около 40 лет назад биотехнологи впервые попытались свести воедино в одном теле разных млекопитающих. Они инъецировали клетки одного вида в эмбрионы другого и наблюдали, как те будут вести себя в чуждой среде.

Долгое время природа сопротивлялась. Так, только отдельные клетки крыс находили себе место в организме мышей. С точки зрения науки это было интересно. Однако чудищ из мира мифов им воссоздать не удавалось.

Возможно, теперь ситуация изменится. Конечно, искусство создания гибридов еще только зарождается. Однако новый инструментарий уже облегчает ученым работу. Прежде всего это так называемое геномное редактирование, позволяющее целенаправленно воздействовать на наследственный материал клеток и более успешно управлять их судьбой.

Вопрос, удастся ли с человеком и свиньей повторить те эксперименты, которые оказались успешными с мышами и крысами, остается открытым. Хронометраж развития у этих двух видов слишком разнится. Поросенок появляется на свет через 115 дней после зачатия, в то время как для формирования организма человека необходимо девять месяцев. Чему последуют клетки – встроенному в них метроному? Или адаптируются под темпы развития чужеродного окружения? Пока ученым это неизвестно.

Надежду вселяет открытие, сделанное Накаучи в ходе экспериментов с мышами и крысами. В том, что касается размеров органа, клетки показали удивительную приспособляемость. К примеру, поджелудочная железа из мышиных клеток по размерам соответствовала крысиной. В чужеродном окружении орган разрастался в 10 раз по сравнению с обычными размерами.

Прыжок через века эволюции

Самая трудная задача «химеротворения» связана с преодолением эволюционного разрыва между двумя видами. Mus musculus (домовую мышь) и Rattus norvegicus (серую крысу) разделяют примерно 20 млн лет эволюции. За такое время заметно изменился химический «язык», при помощи которого клетки объясняются друг с другом. Их встречу можно сравнить с беседой шваба с саксонцем: если понадобится, они друг друга поймут, но это будет непросто. Пропасть между человеком и свиньей куда глубже. Последний общий предок Sus scrofa (кабана) и Homo sapiens жил, как считается, 95 млн лет назад – во времена динозавров. Прошло достаточно времени, чтобы накопились мутации, осложняющие коммуникацию на клеточном уровне. Если оставаться при том же сравнении, это аналогично беседе шведа с голландцем: отдельные слова покажутся им знакомыми, однако общий смысл будет непонятен.

Одна из возможностей сократить эволюционную дистанцию состоит в использовании других видов, более близких к человеку. Однако этого ученые предпочитают пока не делать; приматы для них остаются однозначным табу.

Этика генетики

Биоэтическая дискуссия о том, какие виды «химеротворения» считать допустимыми, оставляет странное чувство. Многие представления о гибридных существах из лаборатории вызывают смутный дискомфорт. Но в то же время часто людям трудно объяснить, что именно кажется им предосудительным.

Впрочем, один конкретный повод для тревоги очевиден: скептики опасаются, что в мозгу химер сформируются нервные клетки человека. «Перспектива появления умной мыши, которая будет сидеть в клетке и кричать: «Выпустите меня отсюда!», многих пугает», – констатирует эксперт по этике из Национального института здравоохранения США Дэвид Ресник.

Самим ученым такие страхи кажутся безосновательными. «Пока концентрация человеческих клеток минимальна, изменение когнитивных способностей крайне маловероятно», – убежден Накаучи. Однако он понимает: сюрпризы возможны всегда. Это подтверждает и эксперимент нейробиологов из Рочестерского университета в штате Нью-Йорк, которые подсадили в мозг новорожденных мышей предшественников глиальных клеток головного мозга человека. Получившиеся химеры отличались на удивление хорошей памятью.

Такой эффект Накаучи и Испизуа Белмонте в своих экспериментах с гибридами людей и животных стараются полностью исключить. Поэтому они ищут способы заблокировать возможность развития стволовых клеток в нервные клетки с помощью генетических «рубильников». «Мы уверены, что таким образом нам удастся не допустить попадания человеческих нейронов в мозг химер», – говорит Испизуа Белмонте. Его коллега Накаучи тоже рассчитывает, что такой подход позволит рассеять страхи обывателей. «Надеюсь, люди поймут: мы не создаем чудовищ, мы хотим помочь тяжелобольным», – говорит медик.