Возможности современной медицины увеличивают продолжительность жизни, но что если омолаживание организма и замена изношенных органов станет не сложнее ремонта машины? Отчасти эта идея раскрыта в художественном фильме Майкла Бэя "Остров", по сюжету которого клонирование человека к 2019 году превратилось в бизнес. Заказывая себе клона, клиент инвестирует в здоровую и долгую жизнь.
Читайте также: Китайские учёные клонировали полицейскую собаку. Через 10 месяцев она приступит к службе
В реальном 2019 году клонирование человека запрещено, но выращивание человеческих органов больше не считается научной фантастикой. Inforomburo.kz разбирается, что такое клонирование, как развивается отрасль и можно ли клонировать человека.
С чего всё началось?
Деление у одноклеточных организмов и вегетативное размножение у растений – тоже своего рода клонирование. Самый близкий пример из мира животных – однояйцевые близнецы, эмбрионы которых формируются в результате расщепления одной яйцеклетки. У них почти одинаковая структура ДНК, но точными копиями их не назовёшь из-за разного набора мутаций и эпигенетических факторов.
Молодая наука эпигенетика утверждает, что активностью генов, не затрагивающих структуру ДНК, управляет окружающая среда и внешние условия, будь то рацион матери во время беременности или температура в детской комнате. Допустим, в период формирования плод не дополучил нужного количества пищи, и у него изменился метаболизм, потому что организм стал запасать пищевые ресурсы. Если он столкнётся с той же проблемой после рождения, новая привычка поможет выжить, но при благоприятных условия возрастёт риск ожирения и диабета в старости. Выходит, что даже природа не способная создать абсолютно точную копию живого существа. Способен ли на это человек? Идея о клонировании тревожит учёных больше века, но точную копию пока создать не удавалось, и даже приснопамятная овечка Долли – лишь приближенная версия оригинала.
В 1885 году немецкий эмбриолог Ханс Дриш получил два идентичных организма, разделив клетки морского ежа. Позже в 1962 году оксфордский профессор Джон Гёрдон доказал, что со временем ядро клетки не меняется и может дать жизнь новому организму. Он заменил ядро незрелой яйцеклетки лягушки на зрелое из клетки кишечника. В результате появился головастик. Год спустя на базе этих исследований британский биолог Джон Холдейн применил к животным термин "клон", который и вошёл в широкое употребление.
Благодаря открытию ядерного переноса, учёные смогли клонировать животных из эмбриональных клеток, но настоящим научным прорывом стало первое клонирование взрослой особи. В 1996 году шотландские эмбриологи Ян Вилмут и Кит Кэмпбелл "подсадили" соматическую (неполовую) клетку вымени взрослой овцы в яйцеклетку другого животного, предварительно удалив из неё ядро. Благодаря двойному набору генов, содержавшемуся в клетке "оригинала" полученная яйцеклетка не нуждалась в оплодотворении. Её просто подсадили в матку к третьей овце, которая и выносила плод. Так на свет появилась знаменитая овечка Долли. Для её создания учёным понадобилось 277 яйцеклеток, в которые были перенесены ядра клеток клонируемого животного, и только один из 29 эмбрионов не остановился в развитии.
В чём польза клонирования для человечества?
В науке распространены три вида клонирования: генетическое, репродуктивное и терапевтическое. В первом случае клонируются определённые гены или участки ДНК, а репродуктивное клонирование позволяет копировать животных, что уже превратилось в бизнес по созданию генетических копий домашних питомцев. Такая услуга обойдётся в 100-150 тысяч долларов, но не факт, что клонированное животное сохранит все качества и характеристике оригинала, даже цвет шерсти лишь отчасти зависит от ДНК.
Широкое применение репродуктивное клонирование может получить в животноводстве. В 2008 году в США управление по контролю за продуктами питания и лекарствами (FDA) признало мясо и молоко клонированных животных безопасным для человека. В Евросоюзе, напротив, в 2015 году ввели постоянный запрет на клонирование сельскохозяйственных животных и продажу пищевых продуктов из таких особей. Противники клонирования по обе стороны океана сомневаются в безопасности продукции из клонированных животных из-за недостаточной изученности технологии и её воздействия на организм клонов. Другой тормозящий фактор – дороговизна технологии.
Альтернативный вариант животного клонирования на благо общества придумали китайские власти. В 2019 году в Поднебесной клонировали полицейского пса с лучшими характеристиками для несения службы. Китайские учёные считают, что дрессировка его клона потребует меньше времени и затрат по сравнению с обычным щенком той же породы. Также технология помогла бы в сохранении редких видов животных, но не факт, что популяция клонов будет приспособлена к выживанию. В отличие от клонирования половое размножение обеспечивает обмен и создание новых генетических комбинаций, что поддерживает разнообразие и устойчивость видов в условиях непредсказуемой внешней среды.
Наибольший интерес представляет терапевтическое клонирование. В перспективе оно может упростить пересадку органов. Биологам уже удалось вырастить искусственную кожу и щитовидную железу, а эксперимент на мышах с дефицитом иммунитета показал, что иммунная система поддается восстановлению за счёт внедрения в организм эмбриональных столовых клеток. Этот строительный ресурс принимает форму клеток разных органов, тканей, крови и поддерживают иммунитет.
Законно ли разрушение эмбриона в медицинских целях?
В основе терапевтического клонирования лежит принцип ядерного переноса, благодаря которому появилась овечка Долли. Донорская яйцеклетка, объединённая с ядром соматической клетки, делится и образует бластоцисту – пузырь с эмбриональными клетками, необходимыми для выращивания органов и тканей. Спустя несколько дней из него формируется зародыш. Терапевтическое клонирование допускает выращивание эмбриона до двух недель. Столько нужно на формирование зачатков нервной системы.
В 2017 году учёные впервые получили из человеческого эмбриона здоровые стволовые клетки. Исследованием руководил биолог Шухрат Миталипов. С середины 90-х годов он работает в США и сотрудничал с Китом Кэмпбелом – одним из создателей овечки Долли. В интервью порталу Meduza биолог отметил, что трансплантация клеточных ядер чаще всего проводится с целью перепрограммирования клеток. Например, из клетки кожи можно сделать нейрон. Для этого учёные условно "стирают" клетке память, что также её "омолаживает".
"Мы брали клетку кожи, допустим, 70-летнего пациента, вынимали ядро и трансплантировали его в цитоплазму яйцеклетки. Свое ядро из яйцеклетки мы удаляли, но она все ещё "думала", что у неё остается именно оно. Потом мы давали стимул, и яйцеклетка с чужим ядром развивалась в ранний эмбрион. Затем мы получали из этого эмбриона эмбриональные стволовые клетки. Получается, что вот эта старая 70-летняя клетка кожи стала ранней эмбриональной клеткой, которой якобы всего 5 дней от роду. В основном все это нужно, чтобы понять, как клетка стареет. Можно ли повернуть время вспять? И конкретно в этом случае – да, мы можем повернуть время вспять. Не для целого организма, но для одной клеточки. Но иногда и этого достаточно, чтобы получить клеточную линию и затем уже делать новые клетки. Нейроны, клетки сердца и другие. И все они будут молодые. Они будут расти в чашке Петри, а затем мы сможем заменить ими устаревшие или мёртвые клетки в теле пациента", – рассказал в интервью Шухрат Миталипов.
В апреле 2019 израильские учёные первыми в мире напечатали живое сердце из человеческой ткани на 3D-принтере. Орган размером 2,5 сантиметра состоит из сосудов и клапанов, и будет пересажен животному в качестве эксперимента. Чтобы его напечатать, учёные преобразовали жировые клетки пациента в стволовые. Для сравнения, в 2015 году на МКС российский биопринтер напечатал щитовидную железу мыши, использовав эмбриональные клетки. Следующим шагом должна была стать печать человеческого органа, если бы в 2017 году в России не вступил в силу закон "О биомедицинских клеточных продуктах". Он запретил любые разработки клеточных продуктов за счёт прерывания развития эмбриона, даже если он создан в лабораторных условиях. Подобные ограничения действуют еще в 70 станах, что откладывает клонирование органов человека на неопределённый срок.
Почему нельзя клонировать человека?
С технической точки зрения, создать клон человека не проблема. Но научное сообщество не пойдёт на это из этических соображений, подкреплённых протоколом о запрете клонирования в рамках Европейской конвенции о защите прав человека от 1998 года. В отличие от животных человек обладает разумом, и выращивание клонов из прагматизма противоречит человеческим ценностям. Идеи о клонировании как о попытке обмануть смерть тоже безосновательны. Генетическая идентичность не означает, что клон сохранит характер, привычки, воспоминания, опыт, убеждения и самосознание оригинала. Жизненный опыт невозможно передать через ДНК, а значит, клонированный индивид с его "исходником" будет объединять только внешность, и то в лучшем случае.
