Зачем ученые создают животных с клетками человека

В греческой мифологии химерами называются огнедышащие существа с чертами одновременно козы, льва и дракона. С точки зрения современных биологов, химера — любое живое существо, включая человека, у которого есть два разных набора ДНК.

Чем химеры отличаются от гибридов

Особенностью гибридного организма является то, что в нем нет клеток с двумя разными геномами. В любой клетке содержатся геномы обоих родительских организмов. К примеру, в клетках мула есть геном как осла, так и лошади.

Другое дело — химеры. Иногда в природе происходит так, что после индивидуального оплодотворения двух яйцеклеток они обе, объединившись, развиваются в единый организм. С самого начала это две разные зиготы, благодаря которым эмбрион с первых моментов своего развития имеет ткани и клетки с двумя разными геномами. Если бы у мула часть клеток имела геном лошади, а другая часть — осла, тогда он был бы химерой.

Химеры в природе

В природе химерные организмы распространены достаточно широко. К примеру, такое развитие тела является едва ли не нормой для маленьких обезьянок мармозеток. В литературе описан даже ряд случаев химеризма у людей.

В качестве примера можно привести американку Лидию Фэйрчайлд. Когда была проверена ДНК женщины, оказалось, что она не приходится матерью собственным детям, которых родила при свидетелях. Позднее выяснилось, что женщина является биологической химерой. Клетки ее яичников имели один геном, а клетки крови, использовавшиеся для проверки по ДНК, — другой.

По мнению биологов, на самом деле людей-химер существует много. Просто нет особой необходимости их выявлять.

Польза химер для науки

По мнению ученых, создание искусственных химер может помочь решить проблему глобальной нехватки органов для трансплантации. Согласно статистике, во всем мире сегодня проводится около 130 тыс. операций по приживлению органов ежегодно. А это составляет всего 10 % от общемировой потребности.

Ежедневно из-за недостатка органов для трансплантации в мире умирают 22 человека. Создание межвидовых химер — животных с органами человека — как считают ученые, может стать настоящим прорывом в трансплантологии и поможет спасти множество жизней.

Этические запреты

Ученые, занимающиеся химерами, сегодня сталкиваются с огромным количеством проблем. Чтобы биологи имели возможность выращивать такие организмы, необходимы соответствующие решения властей в тех или иных странах. А с этим в мире пока очень непросто.

Самой демократичной в этом плане страной на настоящий момент является Япония. Правительство этого государства летом 2019 года одобрило первые эксперименты по выращиванию химер животных и человека. Единственное, исследования могут проводиться только для 70-дневного возраста эмбриона.

Далее идет Китай. Официально в этой стране подобные эксперименты не разрешены. Но они активно проводятся в серой зоне. К примеру, именно в Китае был проведен нашумевший полулегальный эксперимент по созданию химеры обезьяны и человека.

Не так давно разрешили делать химер и в Англии, но только до 21 дня развития. В США этот срок составляет 14 дней.

Создание химер — процесс вполне этичный

Выращивать искусственные ткани вне человеческого тела биологи начали уже давно. В настоящий момент для этой цели используется чаще все так называемая чашка Петри. Однако органы, выращенные таким образом, сильно отличаются от органов, выращенных внутри живого организма.

По мнению ученых, технология с использованием животных позволила бы выращивать полноценные органы, которые бы не отторгались иммунной системой человека. В качестве примера можно привести проведенный учеными эксперимент с крысами и мышами. Биологам удалось вырастить поджелудочную ткань мыши внутри крысы. В последующем с помощью этой ткани ученые вылечили диабет у экспериментальной мыши.

Сложности создания химер животное/человек

Помимо политических и этических сложностей ученые на настоящий момент в сфере создания химер испытывают и технические. На самом деле получить такой организм в лабораторных условиях очень сложно.

Эксперименты с созданием химер из двух видов животных иногда заканчиваются неудачами, но часто все же проходят успешно. То же самое касается и химер с тканями человека.

К примеру, в 2017 году биологи попытались создать химеру свиньи и человека. Свинья была выбрана ими в качестве носителя органов, поскольку ее организм больше, чем организм других животных, похож на человеческий. Введя человеческие стволовые клетки в эмбрион свиньи, ученые получили 186 химерных зародышей. Каждый из этих зародышей выжил и смог в последующем прожить 28 дней. Однако, собственно, сама химеризация этих эмбрионов была очень низкой.

Поэтому, по мнению ученых, говорить о возможности создания полноценной химеры человека и животного пока еще рано. В полученных на настоящий момент эмбрионах на 100 тыс. клеток свиньи приходится только одна человеческая (0,00001 %). Как считают биологи, об успехе можно будет говорить только тогда, когда эффективность достигнет хотя бы 0,1-1 %.