Коллектив авторов - Основы биоэтики
Постановление Главного государственного санитарного врача Республики Беларусь от 2 сентября 2003 г. № 116 «О государственной гигиенической регламентации и регистрации продовольственного сырья и пищевых продуктов, полученных из (или с использованием) генетически модифицированных источников» // http://biosafety.org.by/rus/legislation,html.
Глава 8. Этические проблемы манипуляций со стволовыми клетками и клонирования человеческих органов и тканей
8.1. Стволовые клетки: типы, источники, этические аспекты использования
Особое значение в рамках биоэтического дискурса имеет проблема клонирования человека и его органов в контексте развития биотехнологии в медицине 90-х гг. XX в. С одной стороны, интерес человечества к этическим и моральным проблемам, а не только к материальной выгоде научно-технических достижений является прогрессивным. С другой стороны, этика и мораль очень часто используются в качестве аргументов в нечестной конкурентной борьбе производителей научно-технической продукции и различных политических группировок. Нужно быть специалистом во многих областях науки, философии и религии, чтобы отличить истинную морально-этическую проблему от ошибочной или от надуманных аргументов противников прогресса.
С самого детства вследствие травм или болезней нарушаются или разрушаются клетки мышечной, костной, нервной либо другой ткани. Чтобы устранить повреждение, эти клетки нужно восстановить. В процессе восстановления ключевую роль играют так называемые стволовые клетки, расположенные в костном мозге и других органах. Получив сигнал о травме, организм выводит эти клетки в кровеносное русло, направляет к «неполадке» и превращает их в необходимые организму в данный момент клетки: костные, мышечные, печеночные и даже нервные. Иными словами, стволовые клетки – это клетки, не получившие еще специализацию или, говоря научным языком, не прошедшие дифференциацию. Поэтому они могут дифференцироваться в «нужные» в данный момент организму клетки. Запас стволовых клеток в организме не безграничен и быстро теряется с возрастом. Доля стволовых клеток, способных к дифференцировке, в костном мозге в момент рождения человека одна на 10 тыс. кроветворных клеток. У подростков она уже в 10 раз меньше, к 50 годам – одна на полмиллиона, в 70 лет – лишь одна на миллион.
К счастью, стволовые клетки могут быть внесены в организм искусственно. В последние годы опубликовано большое количество работ, подтверждающих, что стволовые клетки, попадая на поврежденные участки самых различных органов, превращаются именно в клетки того типа, который необходим, чтобы залечить повреждение. В пораженном инфарктом сердце они преобразуются в клетки сердечной мышцы – миоциты, в пораженном инсультом головном мозгу – в нейроны и глиальные клетки. Стволовые клетки могут превращаться в клетки печени, костного мозга и т. д.
Основы науки о стволовых клетках были заложены около 30 лет назад советскими учеными А. Я. Фриденштейном и И. Л. Чертковым. В 1999 г. эти клетки «переоткрыли» американские ученые, затем последовало лавинообразное возрастание интенсивности работ в этой области. Пожалуй, такого прорыва в медицине не было со времен открытия пенициллина, ибо человечество может получить «лекарство» от физических травм, паралича, цирроза, инсульта и инфаркта, болезни Паркинсона, инсулин зависимого диабета, болезни Альцгеймера, последствий травм спинного мозга и многих других болезней, ранее считавшихся неизлечимыми. В далекой перспективе – полное восстановление или замена поврежденных органов, причем без иммунного отторжения, возникающего при трансплантации, поскольку такие клетки являются для организма родными.
Чтобы понять, что такое стволовые клетки, коротко рассмотрим процесс индивидуального развития организма. В самом начале жизни человеческий организм представляет собой зиготу – яйцеклетку, оплодотворенную сперматозоидом. В оплодотворенной яйцеклетке содержатся все «инструкции» по превращению ее в тело взрослого человека (при нормальных условиях окружающей среды), закодированные в ДНК.
По мере роста зародыша различные клетки в разных частях его тела приобретают определенную специализацию за счет блокировки некоторых «инструкций» в их ДНК, т. е. идет клеточная дифференцировка. Эти «инструкции» не исчезают, они просто игнорируются клеткой. В данном процессе участвуют сложные регуляторные генетические механизмы отключения определенных участков ДНК. «Включение» и «выключение» определенных участков ДНК должно происходить в правильной последовательности. Информация о ней частично закодирована в самой ДНК, но этот процесс регулируется и цитоплазмой клетки – это эпигенетическая регуляция. Именно поэтому невозможно клонировать динозавров и мамонтов, даже если бы удалось найти их неповрежденную ДНК, поскольку для этого необходима живая материнская яйцеклетка.
Благодаря сложной системе последовательного «включения» и «выключения» участков ДНК клетки костной ткани «используют» только «инструкции» по формированию кости. «Инструкции» для создания крови, нервов, кожи и других тканей сохраняются в ДНК этих клеток, но становятся недоступными. Сходным образом обстоит дело и в клетках других тканей. Но в организме остаются и недифференцированные, по крайней мере, до некоторой степени, клетки. Это – стволовые клетки, в которых многие «инструкции» остаются в рабочем состоянии. Благодаря этому они способны давать начало разным типам тканей.
Различают несколько типов стволовых клеток в зависимости от степени их дифференцировки. Оплодотворенная яйцеклетка называется тотипотентной, т. е. способной дать начало всему организму. В ходе развития она делится на несколько одинаковых тотипотентных клеток, которые иногда расходятся и дают начало монозиготным (однояйцевым) близнецам.
На ранней стадии эмбрионального развития образуется бластоцист — полый шар, стенки которого состоят из клеток. Клетки внешних слоев дают начало плаценте, а внутренних – тканям организма. Каждая из внутренних клеток способна дать начало большинству тканей, но не целому организму, поскольку в них блокирована информация о плаценте. Такие клетки называются плюрипотентными. По мере дальнейшего эмбрионального развития специализация клеток усиливается, и стволовые клетки уменьшают свой потенциал к превращениям. Теперь они могут давать начало лишь нескольким тканям, и такие клетки называются полипотентными.
Таким образом, эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) – это плюрипотентные клетки из внутреннего слоя бластоциста, развившиеся в первые дни после оплодотворения. Из этих клеток можно получить любой орган и любую ткань взрослого организма. Эмбриональные стволовые клетки впервые культивировал в 1998 г. американский ученый Дж. А. Томсон (Висконсинский университет), который обнаружил, что из стволовых клеток, пересаженных мыши, формируются разнообразные ткани. Поэтому дальнейшие исследования эмбриональных стволовых клеток могут позволить разработать методы получения клеток для лечения многих состояний, связанных с повреждением тканей. Они особенно ценны, по-видимому, в тех случаях, когда восстановление естественным путем не происходит (т. е. во взрослом организме, в котором стволовых клеток мало или они уже вовсе отсутствуют).
С помощью стволовых клеток, используя технологию клонирования, схожую с клонированием овечки Долли, можно будет выращивать на заказ человеческие органы или части органов (например, сердечные клапаны), которые не будут отторгаться организмом реципиента. Также возможно помещать эмбриональные стволовые клетки в больные органы, включая мозг, которые будут обеспечивать восстановление поврежденных тканей и органов. Теоретически такие возможности предсказывались давно, но только теперь начинают рассматривать их практическое использование.
Где взять эмбриональные стволовые клетки? Один из их источников – абортивный материал при естественном и искусственном оплодотворении. Известно, что при каждой успешной беременности, которая приводит к рождению живого ребенка, теряется или «самопроизвольно абортируется» несколько эмбрионов (здесь, видимо, неправильно говорить о «выкидыше» в обычном смысле этого слова, потому что очень ранняя потеря эмбриона почти всегда остается незамеченной). Потеря некоторых эмбрионов вызвана генетическими аномалиями развития, а других – внешними физическими факторами или физиологическим либо психологическим состоянием матери. Очевидно, природа предопределила появление «лишних» эмбрионов почти в каждой беременности.
Поскольку эмбриональная стволовая клетка бессмертна и саморазмножается, тогда достаточно удобно в дальнейшем использовать бесконечную клеточную линию ее потомков. Однако время от времени происходящие генетические мутации в эмбриональных стволовых клетках будут передаваться дочерним клеткам и накапливаться в последующих клеточных поколениях.
