Шошқалар: органдарды трансплантациялау дағдарысын шешуге көмектеседі

Әрбір 10 минут сайын біреу ұлттық трансплантация күту тізіміне қосылады. Қазіргі уақытта тек АҚШ-та күн сайын жүздеген мың пациенттер өмірді құтқаратын орган донорлығын күтуде. Олардың көпшілігі бауыр, жүрек, бүйрек және басқа органдар жеткіліксіздігінің әртүрлі кезеңдерінде. Бірақ күн сайын олардың 22-сі трансплантацияны күтіп өледі, жыл сайын АҚШ-та 6000-ға жуық трансплантация жасалады (Donate Life). 

Органдарды трансплантациялау медицина саласына енгізген революциялық артықшылықтарға қарамастан, оның процесінде әлі де кемшіліктер бар. Ағзаларға сұраныс қол жетімді мөлшерден (OPTN) айтарлықтай асып түседі. Органдардың негізгі көзі қайтыс болған донорлардан. Бірақ басқалардың өмір сүруі үшін адамдарға өлу қажет болмаса ше? Бұл мүшелерді өсірудің жолы болса ше?

Жануарлардың эмбриондарында адам мүшелерін өсіру мүмкіндігі жақында зерттеу әлемінде үлкен қызығушылық тудырды. Ұлттық денсаулық сақтау институты (NIH) 4 жылдың 2016 тамызында химералар, жануар-адам ағзалары экспериментіне қаржы бөлетіні туралы мәлімдеме жасады. Олар химералар «ауруды модельдеу, дәрі-дәрмектерді сынау және мүмкін орган трансплантациясы үшін үлкен әлеуетке ие» деген үй-жайларға негізделген адамның бағаналы жасушаларын зерттеуге қатысты көптеген бұрынғы нұсқауларын алып тастады. Осыған байланысты жануарларда адамның бағаналы жасушаларын пайдалану туралы зерттеулер соңғы жылдары, тіпті айларда (Ұлттық денсаулық сақтау институты) айтарлықтай өсті.

Ой

Хуан Карлос Изипусуа Белмонте, Солк биологиялық зерттеулер институтының ген экспрессиясы зертханасының профессоры, қазан айында Scientific American журналында шошқада адам ағзасын дамытудың зертханалық әдістерін тапқан мақаласында сипаттайды. Бұл зерттеудің неғұрлым сипаттамалық мақсаты - даму басталғанға дейін органның табиғатын жануардан адамға өзгерту және оның толық мерзіміне дейін өсуіне мүмкіндік беру. Осы уақытта біз оны жинап алып, ағзаның жеткіліксіздігі бар адамдарға трансплантациялау үшін пайдалана аламыз.

Бастау үшін, олар белгілі бір органның жасалуына жауапты генді кесіп тастайтын «қайшы» ретінде CRISPR/Cas9 ферменттерін пайдаланып, оның геномын манипуляциялау арқылы шошқаның функционалды орган құру қабілетін жояды. Мысалы, ұйқы безі жағдайында барлық жануарларда ұйқы безінің қалыптасуына толығымен жауап беретін Pdx1 деп аталатын арнайы ген бар. Бұл геннің жойылуы ұйқы безі жоқ жануарды жасайды. Ұрықтанған жұмыртқаның бластоцистке дейін өсуіне мүмкіндік бере отырып, жасушаға жануарлардың алдыңғы жойылған генінің адам нұсқасын қамтитын индукцияланған плюрипотентті дің жасушалары (iPSCs) енгізіледі. Ұйқы безі жағдайында бұл адамның Pdx1 гені бар адамның дің жасушаларын енгізу болады. Содан кейін бұл бластоцист суррогат анаға имплантациялануы және дамуына мүмкіндік беруі керек. Теориялық тұрғыдан бұл бластоцисттің ересек адамға жетілуіне және жұмыс істейтін органның қалыптасуына мүмкіндік береді, бірақ шошқаның орнына адам шыққан (Scientific American).

Біз қазір қайдамыз?

2010 жылы Токио университетінде доктор Хиромицу Накаучи егеуқұйрықтың ұйқы безі бар тышқанды сәтті өсірді. Сондай-ақ олар эмбриональды дің жасушаларына қарағанда iPSC-ті пайдалану жануарларға нақты адамға тән жаңа мүшелерді жасауға мүмкіндік беретінін анықтады. Бұл трансплантацияның сәтті болу ықтималдығын арттырады, өйткені ол бас тарту мүмкіндігін азайтады. Ол сондай-ақ эмбрионалды дің жасушаларымен жұмыс істеуге және алуға байланысты этикалық алаңдаушылықтарды азайтады, бұл эмбриональды дің жасушалары түсік түсірілген ұрықтың тіндерінен алынатын табиғатына байланысты өте даулы процесс болып қала береді (Заманауи фермер).

Хуан Карлос Изипусуа Белмонте сонымен қатар оның зертханасындағы зерттеушілер шошқа эмбриондарына адамның дің жасушаларын енгізгеннен кейін бластоцистадағы адам тінін сәтті өсіргенін айтады. Олар әлі де эмбриондардың толық пісіп-жетілуінің нәтижесін және жұмысын жалғастыру үшін мемлекеттік және жергілікті билік органдарының рұқсатын күтуде. Қазіргі уақытта олар шошқа-адам эмбриондарына тек 4 апта бойы жүкті болуына рұқсат етілген, содан кейін олар жануарды құрбандыққа шалуы керек. Бұл олардың тәжірибелерін бақылай отырып, бақылаушы органдармен жасалған келісім.

Изипусуа Бельмонте оның командасы қазірдің өзінде оның дамуын бастайтын генді анықтағандықтан, ұйқы безін немесе бүйректі өсіруге назар аударып жатқанын айтады. Басқа гендер қарапайым емес. Мысалы, жүректе оның өсуіне жауап беретін бірнеше гендер бар, бұл оны сәтті нокаутқа түсіруді қиындатады. Бұл органдарды өсіру қабілеті біздің органдарды трансплантациялаумен байланысты барлық мәселелерді міндетті түрде шешуі мүмкін емес, бірақ дамуы бір генмен реттелетін белгілі бір органдар үшін болуы мүмкін (Scientific American).

Мәселелер

Изипусуа Бельмонте өзінің Scientific American мақаласында осы саланың шектеулері мен күшті жақтарын терең талқылайды. Шошқаларды суррогат ретінде пайдалануға қатысты шошқаның органдары трансплантацияны қажет ететін адамды орналастыру үшін қажет кез келген мөлшерге дейін өсе алады, осылайша әртүрлі құрылымдарға сәйкес келеді. Дегенмен, шошқалардың буаздық мерзімі адамдарға қажет 4 айлық кезеңмен салыстырғанда небәрі 9 айға байланысты алаңдаушылық бар. Сондықтан адамның дің жасушаларының саралану уақытында сәйкессіздік болады, олар әдетте жетілу үшін 9 айлық кезеңді қажет етеді. Ғалымдар адамның осы бағаналы жасушаларының ішкі сағатын бейімдеу керек еді.

Тағы бір мәселе адамның дің жасушаларының көзі ретінде iPSC пайдалануды қамтиды. Этикалық алаңдаушылықтардан аулақ болғанымен және эмбриондық жасушаларға қарағанда нақтырақ болғанымен, iPSC аз аңғал. Бұл дегеніміз, бұл дің жасушаларында дифференциацияның қандай да бір түрі бар және дамып келе жатқан эмбриондар оларды бөтен деп қабылдамайды. Джун Ву, Изипусуа Белмонтемен бірге Солк институтының гендік экспрессия зертханасының зерттеушісі, қазіргі уақытта «эмбриондық сигналдардың кең ауқымына сәйкес әрекет ету» үшін iPSC-терді өсу гормондарымен емдеу әдісімен жұмыс істеуде. Изипусуа Бельмонте осы уақытқа дейін олар бұл емдеудің бластоцистке қосылу ықтималдығын арттыратын перспективалы нәтижелер көрсеткенін айтады. Бұл зерттеу әлі бастапқы кезеңдерінде, сондықтан толық салдары әлі белгісіз, бірақ олар перспективалы болып көрінеді.

Сонымен қатар, бұл зерттеулерде әлі де көптеген мәселелер бар. Шошқалар мен адамдар эволюциялық тұрғыда адамдар мен егеуқұйрықтар сияқты байланысты емес, олар осы уақытқа дейін адам мүшелерінің сәтті өсуін көрсетті. Мүмкін, адамның iPSC-тері жақын туыстарындағы айырмашылықтарды қабылдай алмайтындай бейімделуі мүмкін, бірақ егер шошқалар осы аумақтан тыс жерде болса, бластоцистаға интеграциялау мүмкін емес болуы мүмкін. Бұл жағдайда басқа жануарлар иелерін одан әрі зерттеуге тура келеді (Scientific American).

Этикалық мәселелер

Технологияның бұл түріне қатысты өте жоғары этикалық мәселелер бар екені анық. Мұны оқып отырып, сіз тіпті бірнеше нәрсені ойлағаныңызға сенімдімін. Оның ғылым әлемінде жақында пайда болуына байланысты біз бұл технологияның мүмкіндіктерінің толық кеңдігін шынымен білмейміз. Адамның iPSC-терінің эмбрионға бірігуі дененің басқа бөліктеріне, мүмкін, тіпті миға да таралуы мүмкін. Шошқаның миында адамның жүйкелері мен тіндерін таба бастағанда не болады, бұл шошқаның орташа шошқаға қарағанда жоғары деңгейде ойлауға қабілетті болуына мүмкіндік береді?

Бұл тірі химерикалық жануарлардың жіктелуімен байланысты. Бұл шошқа жартылай адам болып санала ма? Егер жоқ болса, бұл жай ғана шошқа емес, сондықтан бұл нені білдіреді? Сызықты қай жерге саламыз? Сондай-ақ, бұл ​​шошқаның құрамында адам тіндері болса, ол жұқпалы аурулардың берілуі мен мутациясы үшін апатты болатын адам ауруларының дамуына бейім болуы мүмкін (Daily Mail).

Кристофер Томас Скотт, PhD докторы, Стэнфордтың қоғамдағы дің жасушалары бағдарламасының директоры, Биомедициналық этика орталығының аға ғылыми қызметкері және қазір Накаучидің әріптесі адамның жұмысы мидағы жасушалардан да жоғары екенін түсіндіреді. Ол «олар шошқа сияқты әрекет ететінін, олар шошқа сияқты сезінетінін» және оларда адам ұлпасынан жасалған ми болса да, олар кенеттен адам ретінде сөйлеп, жұмыс істей бастамайтынын айтады. Дегенмен, бұл шимпанзалар мен гориллалар сияқты адамдарға ұқсас жануарларға қатысты болмауы мүмкін екенін ескеру маңызды. Дәл осы жағдайларда адам тініне мұндай тасымалдауды қарастыру өте қорқынышты болады. Осыған байланысты эксперименттердің бұл түрлерін Ұлттық денсаулық институты приматтарға жасауға тыйым салады, өйткені адамның дің жасушаларын енгізудің толық салдары белгісіз (Қазіргі фермер).

Бұл үшін нақты процесс, біз шошқаның мүшелерін жинап, оны өлтіру ниетімен өсіреміз, бұл өз алдына даулы тақырып. Орган фермалары идеясы әсіресе жануарлар құқығын қорғаушыларға қатысты. Шошқалардың біздің сана мен қасірет деңгейін бөлісетіні көрсетілген (Қазіргі фермер), сондықтан оларды адам мүшелерін өсіру үшін ғана пайдалану, оларды жинау және өлімге қалдыру өте адамгершілікке жатпайды (Daily Mail).

Тағы бір алаңдаушылық химерикалық жануарлардың жұптасуымен байланысты. Адамның дің жасушаларының жануарға қосылуы бұл жануарлардың көбею жүйесіне қалай әсер ететіні белгісіз. Ми жағдайындағыдай, бұл дің жасушаларының кейбірі оның орнына репродуктивті жүйеге ауысып,                                                                                                                                                                                 | Бұл мүлдем апатты болар еді, өйткені ол теориялық тұрғыдан осы қасиетке ие еркек және ана шошқаларда толық адамның ұрығы мен жұмыртқасының қалыптасуына әкеледі. Егер осы химераның екеуі жұптасатын болса, бұл ауыл шаруашылығы жануарының (Scientific American) ішінде толық адам ұрығы пайда болатын одан да төтенше жағдайға әкелуі мүмкін!