За древните гърци химера била зловещо създание - част лъв, част коза и част змия. Първата химера, която Хуан Карлос Исписуа Белмонте създаде през 1992 г., беше много по-малко страшна: тя се състоеше от миши ембрионален крайник, присаден на крилото на пилешки ембрион. По онова време Белмонте беше млад учен, работещ в лаборатория в Хайделберг, Германия. Той беше очарован от мистериите на експресията на гени - биологичните сигнали, които управляват развитието на животните - и чистия потенциал на ембрионалните клетки.
Вземете всякакви гръбначни: пиле, прасе, човек. На зрелостта те се оказват напълно различни организми, но започват с почти едно и също нещо. Белмонте започна да се чуди: ако кракът на мишката може да се вкорени на пилешко крило, какво друго би било възможно? Как иначе учените могат да променят сигналите, които определят какво ще стане същество?
Възможно ли е да отгледате друго от едно същество?
Интересът на Белмонте към гъвкавостта на ембрионите беше в известен смисъл личен. Като дете на бедни, слабо образовани родители в селските райони на южна Испания, той е принуден да напусне училище за няколко години, за да издържа семейството си, като работи във ферма. Едва в юношеска възраст той се завърна в клас - и от този момент бързо премина от философия (Ницше и Шопенхауер бяха негови любими) към фармакология и генетика.
До 2012 г. Белмонте се е превърнал в един от най-добрите биолози в света, работещ в собствената си лаборатория в Института Salk в Ла Джола, Калифорния и друга в родната си Испания. Подобно на колегите си по света, той обмисля как да използва мощен нов инструмент в арсенала на дисциплината - платформата за редактиране на гени CRISPR-Cas9. След като се появи първата сериозна работа по CRISPR, Белмонте бързо намери гол. Само в САЩ около 100 000 души са в списъка на чакащите за трансплантация на органи по всяко време, а около 8 000 от тях умират всяка година поради липса на донори. Според Белмонте, CRISPR и химери биха могли да бъдат решението. Той се надяваше да използва нова техника за редактиране на гени, за да превърне телата на говеда в инкубатори за човешки сърца, бъбреци, черен дроб и бели дробове.
Търсенето на Белмонте започна с проучвания върху мишки. Използвайки CRISPR, той и неговият екип премахват гени, които позволяват на животните да растат множество органи, включително очите, сърцето и панкреаса. Вместо да позволяват на тези променени мишини ембриони да се развиват самостоятелно, учените на Salk инжектират някои стволови клетки на плъхове в сместа. След това клетките на плъховете заместиха липсващите органи и животните живееха нормален живот на мишки. До 2017 г. Белмонте и неговите колеги преминаха към по-големи теми. Те инжектирали човешки стволови клетки в 1500 обикновени свински ембриони, след което имплантирали тези ембриони в свине-майки. В рамките на около 20 дни някои от тях се превърнаха в химери на хора-прасета. Беше скромен успех. Ембрионите бяха повече свински, отколкото човешки: за 100 000 свински клетки имаше 1 човек. Но експериментът беше успешен: това бяха първите химерни ембриони, създадени чрез сливането на два големи, отдалечени от тях видове.
Промоционално видео:
Както при мишките и плъховете, Belmonte планира да използва CRISPR, за да изключи желанието на прасето да създаде свои собствени органи и след това да запълни празнината с човешки клетки. Но втората стъпка - привличането на човешките клетки да вкореняват прасета с по-бързи темпове - се оказа дяволски трудно. „Работата на мишките плъхове е много добра. Ефективността на прасеца не е много висока. Това е проблема. Днес лабораторията на Белмонте преминава през сложен процес на опити и грешки - учените тестват как различните клетки на животни и хора си взаимодействат помежду си, с надеждата да приложат откритията към химери на прасета и хора. Но дори този мъчителен процес, според учените, е много бърз по стандартите от предишни години. При традиционните методи те биха отнели „стотици години“. Но благодарение на CRISPR можем много бързо да съберем много гени и да ги модифицираме.
Ако CRISPR помогна на Белмонте в неговите амбиции, той също го изпрати в една от най-трънливите етични области на науката. Древните хора разглеждали химерите като лоша предзнаменование, а съвременните хора ги разглеждат по същия начин - особено когато линията между човек и животно се размива. В своето обръщение от 2006 г. президентът на САЩ Джордж Буш нарече създаването на такива хибриди една от „най-възмутителните злоупотреби в медицинските изследвания“. През 2015 г. Белмонте научи, че е номиниран за наградата Pioneer, една от най-престижните и щедри безвъзмездни средства на National Institutes of Health. Тогава се оказа, че работата по тази линия е спряна - заради работата му с химери. През същата година NIH спря федералното финансиране за всякакви изследвания на имплантацията на човешки стволови клетки в животински ембриони.като се позовава на необходимостта от размисъл върху етичните въпроси. Година по-късно мораториумът беше обещан да бъде отменен, но засега няма финансиране. Белмонте в крайна сметка спечели наградата Pioneer, но той направи повечето си експерименти със свине в Испания за своя сметка.
Джон де Во, директор на отделението по клетъчно и тъканно инженерство в университетската болница в Монпелие във Франция, лесно представя най-лошите сценарии, включващи химери на прасета. Например, ако твърде много човешки клетки влизат в мозъка на прасето, тогава животното може теоретично да развие нови видове съзнание и интелигентност. (През 2013 г. учени от Рочестър, Ню Йорк, инжектираха мишки с човешки мозъчни клетки - и мишките бяха по-умни от своите връстници.) "Би било ужасно да си представим форма на човешко съзнание, хваната в тялото на животно", казва де Во. Какво става, ако учените по невнимание създадат прасе, което може да осмисли собственото си страдание с чувство за морална несправедливост? Дори и да успеете да убиете животно, за да добиете неговите органи, с което много активисти за хуманно отношение към животните не биха се съгласилиби било чудовищно да убиеш същество с хуманоиден интелект, за да му отнеме панкреаса.
Бельмонте предлагает прямое решение этой проблемы: нужно больше CRISPR. Используя редактирование генов, по его словам, ученые смогут предотвратить колонизацию мозга свиньи человеческими клетками. Подобные вмешательства могут помешать человеческой ДНК проникнуть в зародышевую линию свиньи - чтобы она не передавалась будущим поросято-людям. Это еще один сценарий, который заставляет биоэтиков морщиться. «В лаборатории есть технологии, которые могли бы помочь нам избежать этих этических проблем», говорит Бельмонте.
Изследванията на химера са само една от големите линии на изследване в лабораторията на 58-годишната Белмонте, използваща CRISPR. Той и неговият екип също провеждат много експерименти в епигенетичното редактиране, вариация на CRISPR, която модулира генната експресия, а не нарушава самата ДНК последователност. Благодарение на това симптомите на диабет, бъбречни заболявания и мускулна дистрофия при мишки са напълно обърнати. Можем да кажем, че учените се опитват да преодолеят самото стареене.
„Той раздвижва границите на това, на което сме способни в момента“, казва Пабло Хуан Рос, професор в катедрата по зоология в Калифорнийския университет, Дейвис, който експериментира с химери на свине и овце в собствената си лаборатория. И двамата учени се интересуват от доказването на стойността на редактирането на гени и създаването на химера. Рос залага, че не можем да се откажем от технологията, която ще ни позволи да отглеждаме органи при животни, без да чакаме друг тийнейджър да умре при автомобилна катастрофа.
Но Белмонте не бърза, въпреки собственото си нетърпение. Той реши да унищожи първите плодове на ембрионални химерни прасета през първия триместър, без да чака да се развият в нещо по-етично сложно - въпреки факта, че в Испания, където са отгледани, правилата ще позволят на Белмонте да убива животни по всяко време. И той се грижи за редактирането на гени при хората. „Трябва да научим много повече, преди да използваме CRISPR при хора“, казва той. "Още не бих посмял да го изведа извън лабораторията."
Напредъкът трябва да бъде не само в науката. Трябва да има и задълбочен дебат относно редактирането на гените - и трябва да има глас не само сред учените, но и сред лекарите, обществеността и правителството. Де Во се съгласява: „Айнщайн направи фундаментални изследвания във физиката. Но на национално ниво беше решено тези резултати да се прилагат при бомбардировките над Хирошима - не на нивото на учените."
Белмонте твърдо вярва, че днес учените са на прага на излекуване на болестта, възстановяване на стареенето и спасяване на живота с порасналите органи. Може да промени собствената си еволюция, нашия собствен вид.
Съгласен ли сте с него?
Иля Кел
