Вирощувати штучні ембріони людини, крім як в рамках експерименту, заборонено. Але як щодо статевих клітин? Японські вчені почали з мишей: вони зібрали зі стовбурових клітин шматок мишиного яєчника, виростили в ньому яйцеклітини, запліднили їх - і отримали в результаті здорових мишат. Редактор розмірковує про те, які сюжети зі світу репродуктивних технологій можуть отримати новий імпульс, якщо успіх японців з мишами продовжиться носорогами і людьми.
Клонувати людей не тільки незаконно, а й технічно складно. Зародки погано ростуть без мами - а точніше, без матки і позазародишевих тканин, якими ембріон до неї кріпиться. На самоті ембріональні тканини не можуть домовитися про те, де відрощувати голову, а де - хвіст. Щоб зорієнтуватися в просторі, їм потрібно «відчути» мати.
Заборона на створення клонів, однак, не поширюється на зародків у пробірці - якщо вони призначені для експериментів. Для цього потрібна не тільки біологічна мати (точніше, її матка), а й генетична мати - донор яйцеклітини. І її, як виявилося, теж непросто виростити. Як і зародок, вона не розвивається на самоті - їй потрібен фолікул: група підтримки з неполових клітин яєчника. Фолікул не тільки постачає ооцит (майбутню яйцеклітину) їжею і захищає від зовнішніх небезпек, а й сигналізує про те, коли потрібно починати дозрівання і готуватися до запліднення.
Вирощувати ооцити зі стовбурових клітин почали ще в 2000-х. А ось з фолікулярними клітинами, без яких з ооциту яйцеклітина не виросте, не задалося: їх завжди простіше було отримати зі справжніх яєчників, мишачих або людських. Потім з донорських клітин ліпили штучні фолікули, які підтримували перетворення ооциту на яйцеклітину. Але в клінічній практиці таку технологію використовувати не вийде: щоразу, коли лікарі вирішували б допомогти якійсь безплідній жінці зачати дитину, їм довелося б забирати частину яєчника в іншої жінки (і заодно стежити, щоб разом з нею не забрати ще й яйцеклітини).
Цю проблему, власне, і вирішили тільки що вчені з Японії. Вони взяли ембріональні стовбурові клітини миші, виростили з них ооцити і фолікулярні клітини окремо, а потім зібрали з отриманих клітин повноцінні фолікули, в яких дозріли справжні яйцеклітини.
Це означає, що для створення штучного яєчника більше не потрібен донор: можна просто взяти у жінки будь-які клітини, репрограмувати їх у стовбурові, а потім зробити з них інкубатор для яйцеклітин. А тепер давайте дивитися, де це може нам стати в нагоді.
Врятуймо північного білого носорога
Північних білих носорогів на Землі залишилося тільки два - самка Наджин і її дочка Фату. Останній самець, який міг би забезпечити їм потомство, помер у 2014 році, залишивши у спадок вченим заморожену сперму не найкращої якості. Запліднити цією спермою Наджин і Фату неможливо - обидві самки вже занадто старі і тому безплідні. Вся надія на залишилися в їхніх яєчниках ооцити і самок із сусіднього виду - теж білих носорогів, але південних.
План з порятунку носорогів виглядає так: стимулювати яєчники Наджин і Фату, щоб ті доростили і зірвали з себе останні яйцеклітини. Запліднити їх розмороженими сперматозоїдами. Отримані ембріони підсадити сурогатним матерям, південним носоріжкам - їх уже тренують виношувати дитинчат, зачатих «у пробірці».
Спроб у зоологів залишилося зовсім небагато. Із залишків сперми і здобутих яйцеклітин поки вдалося спорудити тільки три життєздатних на вид ембріона. Чи народяться з них нові носороги - невідомо. Чи вийде «вичавити» з північних білих носорожих додатковий запас ооцитів, не нашкодивши їх здоров'ю - незрозуміло. Тож і передбачити, скільки у нас часу залишилося, - неможливо.
Було б набагато простіше, якби яйцеклітини носорогів можна було виробити в лабораторії. Можна було б забрати у Наджин і Фату зразки будь-якої іншої тканини - наприклад, націлити з крові або жиру - перетворити їх на стовбурові клітини і зібрати інкубатор для яйцеклітин північного білого носорога. Тоді спроб у нас стане більше на порядок як мінімум - і у вчених, які намагаються терміново народити нащадків Наджин і Фату, перестануть пітніти долоні.
Поповнимо запас яйцеклітин
У людей, як і у північних носорогів, ооцити в дефіциті - їх резерв в яєчнику обмежений ще з народження. І далі стає тільки менше: частина ооцитів губиться в ході овуляцій, частина обзаводиться хромосомними аномаліями, а деякі просто гинуть під вантажем мутацій. Виснаження резерву призводить до того, що жінка стає безплідною - не тому, що фізіологічно не здатна виносити і народити, а тому, що у неї не залишилося здорових яйцеклітин.
Ембріологи пробують різні способи поповнити цей запас. Одні намагаються зупинити мутагенез у ооцитах, щоб ті рідше гинули і частіше доживали до зрілості. А інші в цей час шукають в яєчниках стовбурові клітини-попередники ооцитів. Якщо знайдуть, то виявиться, що наші уявлення про кінцівку яйцеклітин невірні - а ще, що можна ці клітини-попередники добувати (або якось розмножувати всередині яєчника).
Причому в деяких роботах їх нібито вдавалося виявити. Але коли відразу кілька груп вчених перебрали людський яєчник по клітинах, нічого стовбурового в ньому не знайшли. І питання про те, чи можливо наростити запас яйцеклітин в організмі, залишилося відкритим.
Якщо для людей, як і для мишей, вдасться виростити штучний фолікул, всі ці пошуки «граалю ооцитів» стануть абсолютно не потрібні. А ті, хто зараз ними займається, будуть змушені переключитися на щось більш практичне - тому що навіть якщо клітини-попередники ооцитів і приховані десь в глибині яєчників, розмножувати яйцеклітини простіше, ніж «будити» їх всередині жіночого організму.
Дамо шанс онкохворим
Деякі жінки ризикують стати безплідними дуже рано, незважаючи на свої запаси ооцитів - коли їм належить пройти курс хіміотерапії. А якщо ця терапія пов'язана з пухлиною в статевій системі, то перед лікарями постає непросте завдання: потрібно якимось чином зберегти ооцити пацієнтки, щоб дати їй можливість завагітніти після того, як вона вилікується. При цьому здобути їх звичайним чином - «накачати» жінку гормонами, змусити дозріти відразу кілька ооцитів і викликати суперовуляцію - занадто ризиковано, тому що гормони можуть підстьобнути зростання пухлинних клітин.
Не так давно ембріологи придумали хитрий спосіб з цим впоратися: вирізали у пацієнтки ділянку яєчника з ооцитами і доростили їх, поливаючи гормонами і сироваткою крові самої жінки. Можна було б після цього повернути їх в яєчник - як тільки закінчиться хіміотерапія і настане ремісія - але пацієнтка на таке не погодилася. Тому дозрілі яйцеклітини заморозили, а п'ять років потому, коли жінка зневірилася завагітніти природним шляхом, їх розморозили і використовували для ЕКО.
Але і цей метод не позбавлений ризиків. На кожному з етапів процедури частина яйцеклітин може загинути, і чим більше сходинок на шляху від незрілого ооциту до ЕКО - тим вище шанс, що здорових яйцеклітин не залишиться. Всього цього можна було б уникнути, якби ми вміли вирощувати фолікули в пробірці. Беремо у пацієнтки зразок іншої тканини, яка не так страждає від терапії - і збираємо фолікули за запитом.
Відредагуємо людину (і нікого не образимо)
Є кілька способів вилікувати дитину від спадкової хвороби до того, як вона розвинеться. Це, наприклад, генетичне редагування під час запліднення - але світова наукова спільнота цю ідею поки не схвалює. Або мітохондріальне перенесення (ми детально розповідали про нього в матеріалі «Терапія зла») - якщо хвороба викликана мутацією в материнських мітохондріях, їх можна замінити на донорські. Цей метод також викликає суперечки, але в деяких країнах «дітей від трьох батьків» давно народжують.
Проблема з цими технологіями полягає в тому, що вони передбачають пряме втручання в геном майбутньої людини. Коли ми лікуємо хворобу, що ще не народилася, ми «виправляємо» її природу без її дозволу. З «дітьми від трьох батьків» все відносно просто: ми не ліземо руками в ядерний геном, а тільки міняємо несправну мітохонодрію на донорську. Але ось коли мова заходить про перекроювання ДНК, наслідки можуть бути набагато більш серйозними. А щоб їх оцінити, нам потрібні експерименти - і для цього рано чи пізно доведеться вирощувати «тестових» зародків і перевіряти, як вони розвиваються. Донедавна всі такі «тести» були обмежені 14-м днем розвитку (про те, звідки взявся цей кордон - у нашому тексті «14 днів потому»), і цього періоду не вистачало, щоб оцінити життєздатність зародку.
Можливо, деяких етичних суперечок вдалося б уникнути, якщо редагувати гени і мітохондрії не в зародку, а в яйцеклітині. При цьому можна було б стверджувати, що ми лікуємо не ембріон, а окрему клітку - і хвороба в ній вже присутня у вигляді генетичної мутації.
Нещодавно оновлені міжнародні рекомендації не забороняють генетично модифікувати статеві клітини людини. Правда, отримувати з них ембріони, які потім перенесуть в матку жінки, наукова спільнота поки не рекомендує - але допускає, що одного разу ми цим займемося.
Підберемо дитину
Ще до того, як з'явилися повідомлення про перших генетично відредагованих дітей, в науковому співтоваристві йшли розмови про те, як можна було б в принципі «вдосконалити» людину. Але робити це досить надійно і точно, щоб всерйоз замахнутися на «доопрацювання» геному, ніхто поки не вміє (або не говорить про це публічно). Зате ми вже вміємо вибирати, якому ембріону стати дитиною - за допомогою переваги генетичної діагностики.
Не всі риси, які хтось, можливо, хотів би побачити у своїх дітях, легко оцінити за послідовністю генів - передбачити навіть прості ознаки, на кшталт росту, з точністю неможливо. Крім того, в деяких країнах відбирати ембріони за ознаками, не пов'язаними зі спадковими хворобами, заборонено. Але десь цієї заборони немає - і час від часу з'являються компанії, які обіцяють дати докладний опис вашої майбутньої дитини з геному ембріона, щоб ви могли вибрати, кого народжувати.
Втім, навіть відсутність цієї заборони не означає, що всі батьки ринуться вибирати собі дітей «краще». Оскільки така діагностика працює тільки в зв'язці з ЕКО, заради неї матерям доведеться пройти весь належний цикл: гормональна терапія, дозрівання, суперовуляція, операція з вилучення яйцеклітин. Ці процедури можуть бути досить болючими і несуть певні ризики для організму жінки - наприклад, високі дози гормонів можуть бути загрожувати розвитком пухлин.
Однак ця незручність перестане бути перешкодою, якщо ми навчимося вирощувати яйцеклітини зі стовбурових клітин. Більш того, число варіантів, з якого батьки зможуть вибирати, стане потенційно нескінченним (хоча залишиться, звичайно, в межах «можливостей» батьківського геному) - питання буде лише в тому, як довго ви готові платити за нові спроби. Але технології, як відомо, мають тенденцію з часом дешевшати.
Але не прямо зараз
Скептики, звичайно, не поспішають проектувати результати, отримані на мишах, на людей і тим більше носорогів. Все-таки людина (і його ооцити заодно) розвивається куди довше, ніж миша, а його фолікулярні клітини можуть виявитися більш примхливими в культурі.
Крім того, перш ніж застосовувати цей метод на людях, його розробникам належить довго і ретельно доводити, що яйцеклітини виходять повністю «ідентичні натуральним», особливо в тому, що стосується генів. Наприклад, потрібно буде перевірити, що клітини, які беруть у дорослої жінки, повністю репрограмуються - і ДНК яйцеклітини не несе епігенетичних маркерів, характерних для жиру або крові.
А ще потрібно буде переконатися в тому, що отримані яйцеклітини акуратно долають етап поділу і підходять до запліднення з повноцінним набором хромосом. З цим японські вчені у своєму експерименті вже впоралися: мишата, які вийшли в їх лабораторії, цілком здорові і плодовиті, ніяких генетичних аномалій їм не дісталося. Може, варто поквапитися, хоча б заради носорогів?