Получены «этичные» эмбриональные стволовые клетки

Немецкие микробиологи научились превращать сперматогониальные клетки, содержащиеся в мужских половых железах мышей (на рисунке), в мультипотентные стволовые клетки (изображение с сайта webnt.calhoun.edu)

Группа немецких микробиологов научилась выращивать эмбриональные стволовые клетки из взрослых клеток мужских половых желез мышей. Они готовятся повторить эксперименты на человеческом материале, но, похоже, американцы их уже обошли.

Эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) представляют собой самые универсальные клетки живого организма. Они образуются на ранних этапах развития зародыша и обладают способностью под действием соответствующих внешних сигналов специализироваться и превращаться в клетки любых тканей организма. Эта уникальная способность ЭСК, называемая омнипотентностью, по мере развития организма утрачивается. Вместо ЭСК остается небольшое число так называемых взрослых стволовых клеток, которые уже частично специализировались. К тому же их очень мало, из-за чего они с огромным трудом поддаются выделению. Считается, что благодаря омнипотентности ЭСК могут стать средством лечения множества болезней и травм, для которых характерны значительные повреждения тканей.

Однако исследования ЭСК сталкиваются с двумя серьезными проблемами. Первая из них носит этический характер, а вторая — биологический. Этическая проблематика ЭСК уже несколько лет не сходит со страниц газет и сайтов. Дело в том, что для получения ЭСК приходится разрушать жизнеспособные эмбрионы в возрасте нескольких суток от зачатия. И если в случае с подопытными животными это не вызывает возражений, то использование человеческих эмбрионов многие религиозные течения считают этически недопустимым и даже приравнивают к убийству. Из-за этого изучение человеческих ЭСК сегодня существенно ограничивается во многих странах мира.

Но даже если оставить этические вопросы в стороне, использовать ЭСК в медицинских целях крайне затруднительно, поскольку полученные из эмбриона клетки генетически отличаются от клеток любого потенциального пациента — ведь ЭСК несут в себе генетический материал двух человек — отца и матери. Это неизбежно будет приводить к проблемам с отторжением тканей, с которыми постоянно сталкиваются хирурги-трансплантологи.

Всё сказанное делает понятным, почему в центре внимания медиков и биологов оказалась работа, выполненная немецкими учеными из Университета Георга-Августа в Гёттингене (Georg-August University of Göttingen), которые утверждают, что нашли способ обойти обе описанные проблемы. В экспериментах на мышах они впервые смогли получить полноценные ЭСК из клеток взрослого организма. Причем эти клетки были генетически совместимы с тканями организма-донора.

В качестве исходного материала были взяты так называемые сперматогониальные клетки — взрослые стволовые клетки, находящиеся в мужских половых железах — тестикулах. Как видно из их названия, эти клетки отличаются тем, что при созревании превращаются в клетки сперматозоида. В составе тестикул этих клеток всего 0,3%. Чтобы выделить их среди остальных была специально выведена генетически модифицированная линия мышей, у которой нужные клетки были помечены флуоресцентным маркером.

Собственно, первоначально планировалось просто провести исследование этих клеток. Однако, поместив их в среду, содержащую питательные вещества и факторы роста, немецкие биологи неожиданно обнаружили, что некоторые сперматогониальные клетки стали превращаться в ЭСК, минуя стадии сперматозоида и оплодотворения. Проведенные тесты показывают, что клетки, полученные таким способом, обладают всеми свойствами ЭСК. Например, будучи введены в состав зародыша, они могут развиваться в клетки тканей сердца, сосудов, нервов, кожи, печени. (Правда, тут надо оговориться, что такой результат получен только для 4 из 15 подопытных мышей.)

И всё же исследователи проявляют осторожность, предпочитая называть их мультипотентными взрослыми герминальными стволовыми клетками (multipotent adult germline stem cells). Во-первых, еще нет твердой уверенности, что эти клетки во всех отношениях идентичны стволовым. Проверено, что из них образуется разные ткани, но еще не доказано, что могут образоваться все. Этим объясняется использование слова «мультипотентный» вместо «омнипотентный». Во-вторых, клетки, полученные таким способом, важно отличать от эмбриональных, чтобы в будущем работа с ними не попадала под законодательные ограничения. Например, в Германии запрещается не только получать ЭСК человека из эмбрионов, но и проводить исследования с использованием линий ЭСК, полученных в других странах.

И, наконец, нельзя сбрасывать со счетов такой аспект, как опасение за свою репутацию. У всех еще свежи в памяти отголоски прошлогоднего скандала вокруг исследований корейского специалиста У Сук Хвана, который утверждал, что решил те же самые две проблемы ЭСК, но другим способом — путем пересадки ядра соматической клетки в донорскую яйцеклетку. Через полгода после публикации результатов в журнале Science, обнаружилось, что они содержат серьезные фальсификации. Понятно, что теперь все — и исследователи, и журналисты — относятся к этой теме несколько настороженно.

Тем не менее немецкие ученые полны энтузиазма и уже начали подготовку новой серии экспериментов, в которых будут использоваться человеческие ткани. Получение исходного материала для создания «этичных ЭСК» — это уже хорошо отработанная процедура, которая используется для подготовке к искусственному оплодотворению при некоторых формах мужского бесплодия. Она довольно болезненна и обычно проводится под общим наркозом, хотя по сути это обычная биопсия, то есть взятие небольшого образца внутренних тканей организма. Несколько человек уже дали согласие на забор биологического материала.

Сообщение о работе немецких ученых было опубликовано на сайте журнала Nature 23 марта. Но уже 27 марта, видимо в ответ на него, появился пресс-релиз американской компании PrimeGen Biotech LLC, которая сообщила об успешном получении из тестикул взрослого человека плюрипотентных стволовых клеток. Компания утверждает, что выращенные ею клетки успешно развиваются в ткани сердца, мозга, кости и хряща. Однако исследователи и в этом случае воздерживается называть клетки омнипотентными («плюрипотентный» — синоним слова «мультипотентный»).

Как бы то ни было, сам факт почти одновременной публикации двух сходных работ говорит о высокой перспективности этого направления исследований.

Александр Сергеев

Последние новости: Генетика, Александр Сергеев