Оркестр в тутовнике, средневековые гомункулы и современные дети из пробирки, надежды ученых и страхи обывателей, возражения религиозных деятелей и законодательство разных стран в век, когда открытия происходят быстрее, чем человечество успевает продумать их последствия, — в нашем материале.
Работа с двухнедельными эмбрионами в пробирке — направление медико-биологических исследований, занявшее первое место и набравшее 43% в голосовании читателей за важнейшие научные открытия года, которое провел журнал Science среди своих читателей. Мы рассматриваем перспективы выращивания эмбрионов и рассуждает об этической стороне вопроса.
Научные «адвентисты седьмого дня»
Существует такая протестантская церковь — адвентисты седьмого дня. Название происходит от латинского ad ventus (буквально — «у порога») и подразумевает близость Второго пришествия, а седьмой день — субботу — адепты этого течения считают неприкосновенным днем отдыха, согласно «правилу седьмого дня».
Такое же «правило седьмого дня» до недавнего времени существовало в эмбриологии: человеческий зародыш мог прожить в пробирке не более недели (для сравнения — обычно при ЭКО эмбрион переносят в матку на третий-пятый день). Конечно, можно было заморозить его и имплантировать позднее, но возраст эмбриона все равно был ниже этого порога. Ранее это правило работало независимо от этических соображений, поскольку в норме на седьмой день должна произойти имплантация эмбриона в стенку матки, в противном случае он просто погибал. Максимальный срок, в течение которого жизнь эмбриона удавалось поддерживать, составлял девять дней. И вот общественность взбудоражила статья в первом майском номере Nature: ученые из Кембриджа не просто преодолели пресловутый семидневный порог, а нашли способ продлить жизнь эмбриона вне матки до двух недель. Об аналогичном исследовании эмбриологов из Института Рокфеллера сообщалось в Nature Cell Biology.
Для этого сначала на зародышах мыши, а затем и на человеческих эмбрионах были опробованы специальные платформы, куда они могут прикрепиться. Эмбрионы смогли прожить до 13-14 дней и преодолеть стадию бластоцисты, начав формировать зачатки тканей и определять «судьбу» клеточных линий — путь их дифференциации.
«Это самая загадочная и таинственная стадия человеческого развития, — считает Магдалена Зерника-Гец, профессор Кембриджа и один из главных авторов работы. — Это время, когда предопределяются базовые формы тела».
Поющие в тутовнике
Превращение из одной клетки — зиготы — в целый организм происходит не по мановению волшебной палочки, а по сигналу палочки дирижера, который управляет целым оркестром генов. Чтобы сыграть симфонию (сформировать из клеток с одинаковой ДНК, за исключением небольших мутаций, произошедших при копировании, все многообразие «кирпичиков» нашего организма, от двояковогнутого эритроцита до «ветвистого» нейрона, от нежного эпителия с ресничками до твердых клеток кости) требуется руководство звучанием каждого инструмента-гена, чтобы в одних клетках он работал активнее, а в других «молчал». Претворением в жизнь записанной в ДНК партитуры занимается дирижер-эпигенетика, а дополнительными значками в нотной тетради генома становятся особые эпигенетические пометки: метильные группы (CH3) или особенности упаковки молекулы ДНК (посмотреть на то, как эпигенетический оркестр играет пятую симфонию Бетховена можно в видео, опубликованном журналом Nature).
Действие симфонии эмбрионального развития млекопитающего разворачивается в следующем порядке: сначала зигота (оплодотворенная яйцеклетка) равномерно делится много раз, формируя морулу — шарообразный комочек пока еще однородных клеток, получивший свое название от латинского родового обозначения тутового дерева, или шелковицы (Morus). Плод шелковицы, внешне напоминающий плод других розоцветных — ежевики и малины — очень похож на скопление клеток морулы, что и дало имя этой стадии.
Следующая ступень развития — бластоциста: тот же шарик разрастается и приобретает полость внутри, становясь сферой, в которой остается группа клеток — предшественники будущих слоев. На этой стадии (примерно седьмой день) происходит прикрепление к стенке матки. Затем следует гаструла (восьмые-девятые сутки), когда эмбрион становится трехслойным, и нейрула, когда закладывается нервная трубка. Все это время он похож на комочек клеток, и лишь примерно к концу первого месяца он начинает выглядеть так, как мы представляем себе эмбрион. К концу восьмой недели его размер — всего три сантиметра. С этого момента он уже выглядит как маленький человечек и начинает считаться плодом.
Найти предел или считать беспределом?
«Более длительное выращивание эмбрионов в культуре позволяет получить невероятно важную информацию об основной биологии человека, — сообщила лондонскому репортеру Магдалена Зерника-Гец, — но это, конечно, вызывает новый вопрос: где мы должны поставить предел?»
Возникает дилемма: с одной стороны, потенциал подобных исследований огромен. Созданные системы предоставляют модель для исследований стадии развития человеческих эмбрионов, обычно скрытых от наших глаз. На ней можно изучить, как появляются отклонения и как можно их корректировать. Она позволит проверить, насколько опасно воздействие лекарств на беременных женщин, не подвергая их опасности. С ее помощью можно учиться редактировать геном с помощью CRISPR, развивать способы культивирования и дифференциации стволовых клеток в клетки желаемых тканей.
С другой стороны, пока в большинстве стран не существует однозначных предписаний на законодательном уровне о том, как проводить подобные эксперименты. Редактирование генома эмбрионов с помощью системы CRISPR/Cas9, например, разрешено в Великобритании (лицензии на подобные эксперименты выдаются Комитетом по фертильности и эмбриологии человека), также имеются законодательные ограничения в работе с эмбрионами до 14 дней в Австралии, Новой Зеландии, Канаде, Нидерландах, Испании, Словении, Швеции и Исландии. С другой стороны, Швейцария все еще придерживается правила семи дней.
В США, Китае, Индии, Японии и Сингапуре правило 14 дней прописано в руководствах для исследователей, в остальных же странах мира работа с эмбрионами не регламентирована, хотя, к примеру, в законодательстве РФ отмечено, что беременность жертвы преступления и вред плоду отягощает его, но нормы исследовательской работы с эмбрионами никак не закреплены.
Страх перед гомункулусом
Пока законодатели не приняли окончательного решения, общественная дискуссия идет полным ходом, и управляют ей не столько моральные принципы, сколько средневековый ужас перед таинственными опытами еретиков-алхимиков, прельстившимися мефистофелевскими знаниями. Или же в этом видят вторжение в поле деятельности высших сил и торжество человеческой гордыни.
Множество духовных и общественных лидеров в наши дни активно выступает против не только использования эмбрионов в научных целях, но даже экстракорпорального оплодотворения, считая его вмешательством в сферы, по этическим или религиозным причинам неподвластные человеку. Так, Русская Православная Церковь называет нравственно недопустимой заморозку, консервацию заготовленных эмбрионов, их разрушение, а также суррогатное материнство, объявляя их формой богоборчества, подлежащей осуждению.
Католическая церковь относится к вопросу еще строже, считая научное использование эмбрионов несовместимым с понятием о человеческом достоинстве. Близка к этому и позиция иудаизма, однако интересно, что в ситуации с ЭКО большое значение для правоверных иудеев имеет национальность доноров спермы и матери в связи со сложными отношениями между евреями и другими народами. Различные буддистские школы также выступают против гибели эмбрионов при ЭКО и экспериментах.
Однако вопрос, считать ли двухнедельный зародыш человеком на стадии примерно в 250 клеток (как раз на ней он находится в конце второй недели развития), до сих пор остается открытым для жарких дебатов, хотя и кажется многим смешным. Если считать, то не сорваться бы в преформизм, сторонники которого в XVII веке полагали, что миниатюрная копия взрослого организма — такой маленький человечек — запрятана в половых клетках, и спорили, в женских или мужских она скрывается. С этой точки зрения можно считать убийством не только уничтожение эмбриона или аборт, но и, к примеру, ежемесячную гибель яйцеклетки в женском организме. С другой стороны, с какого момента начинать считать эмбрион человеком? Эти дилеммы еще только предстоит разрешить, и, судя по всему, делать это придется довольно скоро.
Автор: Екатерина Мищенко