Вот главные новости в эти дни, для тех из нас, кто балансирует на грани гизерства, наши воспоминания исчезают и наши жизненно важные органы хрипят. Теперь кажется, что так не должно быть. Например, всю жизнь нам говорили, что человеческий мозг не может регенерировать потерянные нейроны: он действительно все время находится под гору. Однако в конце прошлого года исследователи обнаружили, что, по крайней мере, при некоторых условиях мозг действительно выращивает новые клетки. Не только это, но может наступить день, когда мы сможем ввести новые нейроны в наш мозг.
Ноябрь прошлого года принес необычайные новости о том, что командам ученых из Университета Висконсина в Мэдисоне и Школы медицины Университета Джона Хопкинса в Балтиморе удалось вырастить эмбриональные стволовые клетки человека (ЭС) в своих лабораториях. Это клетки, обычно образующиеся на ранних стадиях развития эмбриона, которые могут стать клетками любого типа, но еще не начали дифференцироваться. Подробнее о том, как они работают через минуту, но сейчас новость заключается в том, что возможности, которые они представляют, ошеломляют. Исследователи ожидают, что когда-нибудь некоторые из этих стволовых клеток вырастут, например, в клетки сердечной мышцы, а затем впрыснут эти клетки прямо в сердца пациентов, сердечная функция которых была ослаблена сердечными приступами. Застойная сердечная недостаточность может стать обратимым заболеванием. Или, по-видимому, стволовые клетки могли бы стать островковыми клетками поджелудочной железы, производя больше инсулина для пациентов, которые страдали диабетом в результате повреждения клеток.
Любое исследование человеческих эмбрионов вызывает тревогу. Несколько дней кластер клеток, которые разбираются для получения стволовых клеток, являются потенциальными предшественниками человека. Для некоторых любая работа, которая мешает им стать таковыми, является убийством, будь то, как сказала представитель одной из групп, «это делается в утробе или чашке Петри». Действующий федеральный закон, запрещающий использование федеральных денег для исследований на человеческих эмбрионах, был пересмотрен в октябре прошлого года в законопроекте об ассигнованиях.
Президент Клинтон обратил внимание, когда небольшая компания в штате Массачусетс заявила, что может заставить человеческие клетки возвращаться в недифференцированное эмбриональное состояние, сливая их с коровьими яйцами, ядра которых были удалены, для производства гибридных клеток. Он попросил Национальную консультативную комиссию по биоэтике рассмотреть последствия и доложить ему «как можно скорее». А недавно были проведены слушания в Сенате для изучения этических вопросов.
Когда человеческое яйцо оплодотворено, оно начинает размножаться. Примерно через пять дней он превратился в бластоцисту, заполненную жидкостью сферу, состоящую из клеток, которые станут плацентой, и 15-20 клеток, цепляющихся вместе, и внутри стенки бластоцисты, которая станет зародышем. Эти внутренние клетки дают начало эмбриональным стволовым клеткам, каждая из которых идентична другим, и каждая способна стать клеткой любого типа в организме человека. Одна из целей клеточной биологии состоит в том, чтобы выяснить, как каждая клетка «решает», что стать - что именно заставляет человека становиться клеткой печени, а другая - костью.
Группы Висконсина и Джона Хопкинса выращивают эмбриональные стволовые клетки в специальной среде, которая препятствует их специализации. Поднятые таким образом, они будут расти и делиться вечно. Когда клетки переносятся в питательную ванну, которая позволяет им дифференцироваться, они делают это. До сих пор ученые не могут диктовать, какими будут клетки. Они могут пассивно разделять их по функциям только после того, как они дифференцируются: в конечном счете, те, которые превратились в сердечные клетки, скажем, в эту культуральную чашку, или клетки печени в эту. (Дифференцировка этих ES-клеток в нейроны уже была задокументирована.) Однако они надеются, что смогут в недалеком будущем направить процесс, заставить клетки превратиться во что угодно. В то же время они будут генетически изменять клетки, чтобы предотвратить отторжение организмом. Наконец, они просто вводят новые клетки в орган, который нуждается в них.
Висконсинская группа, возглавляемая Джеймсом А. Томсоном, опубликовала свою работу в выпуске Science от 6 ноября . Группа Джона Хопкинса, возглавляемая Джоном Герхартом, последовала четыре дня спустя в трудах Национальной академии наук . В необычном повороте Гирхарт дал высокую оценку работе Томсона в том же номере журнала « Наука», в котором появилась статья Томсона. «Исследовательский и клинический потенциал человеческих ЭС клеток огромен», пишет он. Они будут использоваться для изучения нормального и аномального развития человеческого эмбриона (врожденные дефекты), для тестирования новых лекарств и особенно «в качестве возобновляемого источника клеток для трансплантации тканей, замены клеток и генной терапии».
Геархарт заканчивает свое обсуждение, указывая на юридические проблемы, связанные с такими исследованиями. И команды Томсона, и Гирхарта работали в лабораториях, полностью отделенных от своих обычных лабораторий, в местах, где даже за удлинитель не покупали за федеральные деньги. Томсон использовал бластоцисты, оставшиеся после экстракорпорального оплодотворения, которые были бы отброшены. Доноры бластоцист дали разрешение на их использование в исследованиях. Геархарт культивирует человеческие ЭС клетки из первичных половых клеток (недифференцированные клетки, которые могли бы стать яйцеклетками или сперматозоидами), которые он извлек из абортированных плодов. Финансируемые федеральным исследованием ткани плода законны, но Геархарт также избегал использования каких-либо федеральных средств. Вместо этого деньги на исследования были в значительной степени вложены корпорацией Geron в Менло-Парке, штат Калифорния, биотехнологической компанией, которая специализируется на исследованиях антивозрастных свойств. Взамен компания получает по существу эксклюзивные лицензии на использование технологий.
Томас Б. Окарма, вице-президент по исследованиям в Geron, сказал, что его компания считает клетки отличными от других, обладающими «моральным авторитетом». Но, добавляет он, поскольку бластоцисты были бы отброшены, он считает, что их использование оправдано для разработки спасательных методов лечения.
Возможности эмбриональных стволовых клеток представляют собой огромный скачок для науки и медицины. Новостей более чем достаточно для любого дня, недели, месяца или года. Но есть и другие возможности, настолько необычные, что я не решаюсь их упомянуть. Вкратце, они связаны с бессмертием клетки. Идея идет примерно так. Концы хромосом представляют собой участки ДНК, называемые теломерами. Они становятся немного короче каждый раз, когда клетка делится, пока, наконец, не достигают критической длины, которая сигнализирует клетке о прекращении деления.
В январе 1998 года биологи Geron сообщили, что фермент, называемый теломеразой, может удерживать теломеры от сокращения, позволяя клеткам жить и делиться бесконечно. (Примерно так происходит, очевидно, с раковыми клетками.) Теломераза активна в эмбриональных стволовых клетках, которые, как отмечалось выше, могут жить и делиться вечно. Когда эти клетки начинают дифференцироваться в конкретные клетки для определенных органов, теломераза исчезает. Компания пытается найти способы заставить его появиться снова, чтобы он работал против ухудшения, связанного со старением. Он также ищет способы блокировать теломеразу при лечении рака. (Еще одна часть головоломки появилась в ноябре, когда ученые из Университета Рокфеллера объявили, что фермент танкираза, по-видимому, контролирует функционирование теломеразы.)
По мнению ученых из Geron, возможно, можно манипулировать эмбриональными стволовыми клетками человека, чтобы они сохраняли способность делиться бесконечно, даже когда они превращаются в специализированные клетки всех органов тела. Иными словами, может быть возможно не только инъекция сердца с новыми клетками сердца, но и бессмертные клетки сердца. Об этом лучше всего думать всего несколько минут за раз, особенно с нейронами, которые уже сильно изношены.
Джон П. Вили-младший
