Гибрид человека и животного: зачем ученые создают химер
Есть ли в этом направлении действительно удачные опыты?
В последнее время в медицинских кругах стала очень популярна версия, что одна из главных причин именно пандемии коронавируса с такой большой смертностью — неумеренное и неконтролируемое употребление человечеством антибиотиков, что привело к гибели бактерий, сдерживавших вирусы. Как остановить процесс поглощения антибиотиков тоннами, учитывая поражающую склонность человечества к самолечению, медики не знают. Впрочем, сегодня это уже очевидно, не главная проблема. А вот нехватка, к примеру, подопытных животных для исследований тех же актиковидных вакцин — налицо. Её пытаются решить. Правда, иногда методами, которые удивляют. Испанские ученые решили скрестить обезьяну с человеком. Цель, как водится, благая — решить проблему с нехваткой органов для трансплантации и максимально приблизив организм обезьяны к homo sapiens, получить фактически идеальный полигон для испытаний всего и вся, от тех же самых вакцин до банальной косметики. Но ученые не были бы настоящими учеными, если бы не держали в уме и третью цель. Естественно, тоже абсолютно благую.
Клайв и Эльза – семья учёных-биоинженеров. В своей лаборатории тайно соединяют ДНК животных и человека. Родившееся существо поначалу и правда, кажется, может перевернуть науку, стать источником уникального фармацевтического белка. Вместо этого, вполне предсказуемо, становится источником смерти героя. Опыт выходит из-под контроля.
К созданию фильма «Химера» режиссёра Винченцо Натали подтолкнул газетный заголовок «Учёным сразу нескольких стран разрешили работать над созданием гибридов». Одним из таких экспериментальных полигонов сегодня является Китай. Именно туда съезжаются биоинженеры со всего мира, чтобы творить овцекоз, тигрольвов и ханориков.
Однако на этот раз биологи замахнулись на самое что ни на есть разумное – homo sapiens. Группа испанских исследователей отправится в Поднебесную, чтобы создать гибрид человека и обезьяны. На родине, как и в большинстве западных стран, подобные опыты запрещены из этических соображений. Учёные оправдывают себя: речь идёт не о скрещивании как таковом, а о создании химеры. А это уже совсем другое. Из зародыша одного животного предварительно удаляют часть клеток, из которых должен сформироваться определенный орган – скажем, почка. На их место помещают стволовые клетки другого существа, которые этот орган заменят. В результате, полагают эксперты, можно получить ту же обезьяну, но с почкой человека – своего рода живой инкубатор донорских органов. Или даже крови! Американским ученым уже удавалось создать мышей с человеческими тромбоцитами.
«Сегодня существует огромная потребность в органах и тканях, спрос превышает предложение примерно в 4 раза. Уже много лет мы пытаемся создать в лаборатории искусственные клетки. Но подражать природе не так-то просто. Поэтому мы предложили альтернативный способ: использовать для выращивания клеток ту же среду, что и природа, а именно – животный организм», — рассказал научный сотрудник института Солка, Калифорния Хуан Бельмонте.
Трансплантация от животного к человеку – звучит, конечно, диковато. Но здесь речь идёт хотя бы об органе, выращенным из человеческих клеток. Тогда как были в истории медицины и более шокирующие примеры. В 1984 году новорожденной американке пересадили сердце бабуина, искать донора было некогда. Со своим новым сердцем девочка прожила почти месяц.
Подобные опыты проводили якобы и в нашей стране. Причём намного раньше. В 20-е годы прошлого века профессор Илья Иванов буквально грезил идеей скрещивания обезьяны и человека. Для этого советский учёный отправился в Западную Африку, телеграфируя друзьям в Москву:
«Гибридный человек, который соответствует антропоидам, с рождения растет быстрее, нежели обычный, к трем-четырем годам набирает невероятную силу, гораздо менее чувствителен к боли, неразборчив в пище, из всех забав предпочитает половые наслаждения».
Позже выяснилось: в своих письмах Иванов излагал лишь идеи. Искусственное оплодотворение шимпанзе человеческим семенем результатов не принесло. Но даже если предположить, что такое возможно – объясняют современные ученые, — то гибрид окажется бесплодным. Ведь у него будет нечетное количество хромосом. Точно так же, как, например, у мулов – помесь осла и кобылы тоже стерильна.
Куда перспективней выглядит идея создания тех же химер. Китайские фермеры, например, задумались о том, чтобы производить грудное молоко в промышленных масштабах. Ученым якобы удалось вывести целое стадо коров, которые дают человеческое молоко. Выпуск нового продукта был намечен на 2014-й год. Но, как говорится, что-то пошло не так: на полках магазинов он так и не появился.
«Эксперименты по получению химер проводились на разных стадиях и на сельскохозяйственных животных, и на лабораторных животных. Но опять же таки какого-то промышленного значения это не имело», — отметил директор медико-генетического центра «Генотек» Валерий Ильинский.
Шанс совершить переворот в медицине увидели для себя и пластические хирурги. Крыса с вживлённым в спину ухом на сегодняшний день самый известный гибрид человека и животного. Ученые поместили на тело грызуна специальный каркас, который впоследствии оброс хрящевой тканью. Позже такое выращенное нужного размера и формы ухо можно было бы пересадить пациенту. Однако до испытаний на человеке дело так и не дошло. Биологи уверяют: имплантированные уши, человеческое молоко, органы для пересадки – вопрос ближайшего будущего. А вот где химеры уже пригодились, так это в изучении смертельно опасных болезней.
В 2010-м году ученым удалось вырастить мышей с полностью человеческой печенью. После чего грызунов-мутантов намеренно заразили гепатитами B и C, чтобы попытаться вылечить зверьков. Прежде такое было попросту невозможно, ведь воспалительными заболеваниями печени страдают только люди и шимпанзе.
«Эти наблюдения уже сегодня позволяют нам понять, как развивается та или иная болезнь. А значит, мы можем приступить к разработке новых методов лечения и созданию новых лекарств», — сказал научный сотрудник института Солка, Калифорния Дзюн Ву.
Например, той же вакцины от коронавируса. Учёные и сейчас, разумеется, проводят испытания на обезьянах. Но чем больше их организм будет походить на человеческий, тем точнее результаты. Впрочем, есть у биоинженеров и другой интерес: пробудить у приматов сознание. И это уже куда менее предсказуемый эксперимент.
«Что произойдет, если стволовые клетки вырвутся и сформируют человеческие нейроны в мозге животного? Будет ли у него сознание? А что произойдет, если эти стволовые клетки превратятся в сперматозоиды?» – задается вопросом доктор Барселонского Центра регенеративной медицины Анхель Райя.
Об этом, по крайней мере, сейчас, мы вряд ли узнаем. Экспериментальные эмбрионы с человеческой ДНК живут всего пару недель. Потом из этических соображений их положено уничтожать. Но кто знает, какие ещё фантастические сюжеты рано или поздно подкинет кинематографистам генная инженерия. И так ли они фантастичны на самом деле.
Анна Пешехонова, «В Центре событий», «ТВ Центр».
Источник
На спине крысы вырастили человеческое ухо
Используя стволовые клетки, ученые вырастили ухо человека на спине крысы. Эксперимент был проведен исследователями из Университета Токио (University of Tokyo) И Университета Киото (Kyoto University) под руководством Томаса Сервантеса (Thomas Cervantes).
Исследовательской группе из Больницы Морристона (Morriston Hospital) под руководством Яйна Уитейкера (Iain Whitaker) с помощью трехмерной печати удалось создать хрящевую ткань, подходящую для пересадки.
Авторы использовали индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, с помощью которых они сначала вырастили хрящевой каркас, которому в дальнейшем придали форму, соответствующую ушной раковине. После этого каркас поместили под кожу крысы, где за двенадцать недель сформировалось ухо длиной около 5 см.
Исследователи считают, что с помощью такой методики они смогут выращивать отсутствующие или поврежденные ушные раковины и пересаживать их пациентам. Они не исключают того, что выращенное таким образом ухо, пересаженное ребенку, будет увеличиваться в размерах по мере взросления пациента. Они планируют перейти к клиническим испытаниям своей методики в течение ближайших пяти лет.
Groundbreaking but slightly creepy news has emerged from Japan, where researchers have used stem cells to grow an adult-size, human ear on the back of a rat. Yes, a rat.
Источник
Топ-10: необычные эксперименты, во время которых были созданы настоящие гибриды людей и животных
В лабораториях по всему миру ученые сейчас занимаются разработкой реальных полулюдей-полуживотных. Это может прозвучать слишком уж фантастично, как будто мы говорим о сюжете какого-то жуткого фильма, но на самом деле комбинирование человеческого и животного ДНК – уже давно не такая уж и отдаленная реальность. Ученые проделывали это уже несколько раз, что даже поставило перед человечеством довольно непростые этические вопросы, с которыми мало кто ожидал столкнуться так рано.
Исследователи убеждены, что гибридные существа, которых они создают, послужат только на благо нашему виду. Создание успешных образцов — это научные прорывы, которые позволят нам проводить медицинские эксперименты и разрабатывать процедуры на наиболее подходящих для этого зверях, прежде чем мы сможем спасать потом с помощью этих технологий человеческие жизни.
Впрочем, нам все еще необходимо определиться, где та грань между человеком и животным, пересекать которую не стоит. Правда ли, что эти выведенные в лаборатории гибриды – модифицированные животные, или же в какой-то момент в них появляется слишком многое от человека?
10. Гибрид зайца и человека, выращенный в чаше Петри 
Первое жизнеспособное гибридное существо появилось в лаборатории в Шанхае еще в 2003 году. Команда китайских ученых ввела тогда человеческие клетки в яйцеклетку зайца, и в итоге у них получился эмбрион совершенно нового вида, который был фактически получеловеком-полузайцем.
Эти ученые определенно не были первыми, кто занялся чем-то подобным. Например, американские специалисты уже пытались опередить своих азиатских коллег, но им в итоге не удалось создать жизнеспособных гибридов. Именно шанхайская команда первой преуспела в выведении получеловека-полуживотного.
Эксперимент китайцев был абсолютно уникальным в сравнении с работами других ученых, потому что самая большая часть генного материала, попавшего в заячью яйцеклетку, была именно человеческой. У обычного зайца позаимствовали лишь малую часть ДНК, что значит, что теоретически родившееся существо было бы больше человеком, чем зайцем. Получившийся гибрид так никому и не показали, и жить ему позволили всего несколько дней в той самой чаше Петри, после чего испытуемый образец был уничтожен, а его стволовые клетки переданы на дальнейшее изучение.
9. Получеловек-полушимпанзе 
Если верить китайским ученым, своего первого гибрида они чуть было не произвели на свет еще несколько десятилетий тому назад. В 1967 году исследователям почти удалось создать гибрида человека и шимпанзе, и если бы эксперимент не прикрыли раньше срока, у них бы были на это все шансы.
Ученые из Шэньяна (Shenyang) утверждают, что они участвовали в эксперименте, в ходе которого самка шимпанзе успешно забеременела от человеческой спермы. Целью этого проекта было создание нового и более развитого вида шимпанзе с более крупным мозгом и более широким ртом. Ученые даже надеялись, что это существо сможет говорить.
По плану получившийся гибрид должен был стать практически рабом людей, которые хотели научить это новое животное пасти овец и таскать грузы. Вдобавок этого гибрида хотели отправить в космос для целой серии экспериментов. Проект был закрыт из-за разгоревшейся в те годы Культурной революции. Ревностные революционеры попросту разрушили лабораторию и уничтожили все наработки исследователей, а беременная самка шимпанзе умерла, так и не успев доносить своего детеныша. Ученые утверждают, что почти 3 месяца ее беременность проходила без каких-либо осложнений. В 1981 году китайские специалисты захотели возобновить этот эксперимент, но у них ничего не вышло. Возможно, их затею не поддержали из этических соображений.
8. Свиньи, кровь которых была наполовину человеческой 
Научные сотрудники клиники Мэйо в Миннесоте (Mayo Clinic, Minnesota) ввели человеческие стволовые клетки в свиной эмбрион, и таким образом им удалось создать первую в истории гибридную свинью с человеческой кровью.
Ученые принялись за этот эксперимент, чтобы пронаблюдать за взаимодействием человеческих и свиных клеток в единой кровеносной системе. В итоге они выяснили, что некоторые клетки группировались отдельно от всех остальных. Новое создание было уникальным, потому что в одних частях тела у него собиралась чисто человеческая кровь, а в других — полностью заячья кровь. Впрочем, были и такие клетки, которые смешались вместе, и так появилась абсолютно новая ДНК.
Снаружи лабораторное животное выглядело, как обычная свинья. Но внутри по всему телу этого животного распределились местами человеческие и местами свиные клетки. У нового гибрида был совершенно новый тип крови из смеси разных ДНК, с которым ученые ранее никогда не сталкивались.
7. Козы и коровы могут давать человеческое молоко 
В 2009 году российские и белорусские ученые модифицировали геном коз, чтобы эти животные смогли давать молоко, аналогичное тому, которым простые женщины кормят своих детей.
Исследователям не удалось сделать это молоко на все 100% человеческим, но зато они смогли наполнить его человеческими клетками и создать смесь, на 60% состоящую из природных иммуногенных белков – лизоцима и лактоферрина, которые содержатся как раз в женском молоке. Кстати, эта команда была не единственной, кому удалось сделать нечто подобное. Вскоре после эксперимента белорусских и русских ученых за дело принялись китайские исследователи, которым удалось вывести целое стадо из 300 коров, дававших человеческое молоко.
Главной целью этого проекта было производство грудного молока в промышленных масштабах, чтобы нуждающиеся матери могли покупать его прямо в обычных магазинах. Ученые хотели запустить целую конвейерную линию по производству столь необычного и ценного продукта. По их мнению, этот товар непременно пользовался бы огромным спросом. Кстати, русские ученые даже утверждали, что из их генномодифицированного молока получается довольно вкусный сыр.
В это же самое время китайская команда уже запланировала заполнить полки магазинов, и выпуск нового продукта был намечен еще на 2014 год. Подобная инициатива вызвала у общественности много вопросов и даже негодование, так что старт продаж пришлось перенести. Китайцам предстоит еще немало потрудиться, чтобы убедить потребителей, что человеческое молоко, полученное от коровы-мутанта, — это что-то безвредное и стоящее. Впрочем, как только безопасность нового молока будет доказана, и китайцам удастся внушить миру доверие, тетрапаки с этой смесью появятся по всей планете.
6. Свиньи и овцы с человеческими органами 
Фото: National Geographic
Одна из важнейших целей ученых, разводящих гибридов людей и животных, — это создание целых ферм со зверьми, которые смогут стать подходящими донорами органов для нуждающихся пациентов. В США этой проблемой сейчас занимаются довольно серьезно, хотя такие эксперименты с геномом все еще считаются довольно спорными с точки зрения этики.
Хиромицу Накаучи (Hiromitsu Nakauchi) – один из ведущих ученых, работающих над подобным проектом, и ему даже пришлось оставить свой дом в Японии и переехать в Америку, потому на его Родине такие эксперименты объявлены незаконными. В США эти исследования наоборот очень поощряются. Американская армия даже выделила Хиромицу Накаучи грант на 1,4 миллиона долларов под его исследование.
В 2017 году команда Накаучи создала 186 эмбрионов получеловека-полусвиньи, а сейчас она работает над гибридом человека и овцы. Все существа, выведенные в чашках Петри и пробирках этой лаборатории, живут не дольше 28 дней, после чего их по плану уничтожают.
Только не подумайте, что за стенами этой американской лаборатории творится что-то совсем уж запредельное, ведь пока что самое «человечное» создание американской команды во главе с японским ученым было животное со всего 0,01% человеческой ДНК. Накаучи признал, что такого соотношения недостаточно для создания существа с человеческими органами, но он все равно считает свои достижения большим прогрессом и настаивает на том, что его команда с каждым днем продвигается все ближе к желанной цели.
5. Мыши с человеческой печенью 
В 2010 году ученые из Института биологических исследований Солка (Salk Institute) создали мышь, у которой почти вся печень была человеческой. Затем они ввели животному целую кучу различных патогенов. Целью проекта было проведение экспериментов на существе, зараженном малярией, гепатитами B и C, которыми обычно болеют только люди и шимпанзе. В прошлом ученым в лабораторных условиях удавалось наблюдать за этими болезнями только на шимпанзе. Выведение мышей с человеческой печенью по задумке должно решить осложнения, связанные с жалобами Совета по этике.
Какой именно из этих 2 подходов более гуманный – тема до сих пор спорная. После создания мышей-мутантов исследователи целенаправленно заразили их гепатитами B и C и попытались вылечить подопытных зверей. Ученые считают, что лабораторные мыши позволят им совершить настоящий прорыв в медицине. Впрочем, время еще покажет, станут ли люди относиться проще к экспериментам над мышами с человеческими органами, чем к опытам над шимпанзе.
4. Мыши с человеческим анальным сфинктером 
Пожалуй, это самый странный пример эксперимента, ведь в этот раз люди создали гибрида с довольно деликатной отличительной чертой. В 2011 году ученые явили миру мышей с человеческими сфинктерами.
Сами анальные сфинктеры были созданы с помощью биоинженерии. Это были полноценные структуры из человеческих мышц и нервов, которые ученые потом вживили обычным мышам. К удовольствию исследователей эксперимент оказался успешным – сфинктеры прекрасно выполняли свою роль, и мыши без проблем расслабляли и напрягали это инородное образование, как свое врожденное.
Целью эксперимента было проведение медицинских процедур, которые позже можно будет опробовать и на людях. Ученые надеются в будущем наладить массовое производство сфинктеров, причем в их создании можно будет использовать кожу и нервные клетки конкретного пациента, чтобы пересадка этого отдела была максимально успешной. Это звучит немного противно, но для больных такое открытие – настоящее спасение!
3. Крыса с вживленным в ее спину ухом 
Фото: newsweek.com
Самый известный гибрид человека и животного технически даже и не был гибридом как таковым. Хотя если бы эксперимент был выполнен до самого конца, это лабораторное существо все же можно было считать полноценным гибридом.
Крыса с человеческим ухом под кожей появилась на свет благодаря усилиям команды ученых из Гарварда и Массачусетского технологического института (Harvard, Massachusetts Institute of Technology) еще в 1997 году. Эксперты поместили на спину грызуна специальный каркас из биоразлагаемого материала в форме человеческого уха. Имплант буквально врос в тельце животного, став фактически настоящим органом из хрящей и плоти, который теоретически можно было бы впоследствии удалить и пересадить нуждающемуся пациенту.
Таков был план – создать под кожей животного органический имплант, а потом пришить его подходящему реципиенту. Ученые принялись за этот проект, чтобы помочь пластическим хирургам, которые до сих пор оттачивают свое мастерство в реконструкции человеческих ушей. В итоге средств на работу над этим проектом оказалось недостаточно, и до испытаний на людях дело так и не дошло. Руководитель исследования настаивает на том, что он с легкостью возобновит свою работу, если у кого-то найдется для его команды грант в миллион долларов.
2. Лабораторные мыши, мозги которых были наполовину человеческими 
Фото: newscientist.com
Одно дело вживить свинье человеческое легкое, а совсем другое – проводить эксперименты уже с мозгами. В случае таких органов понимание, где та грань между человеком и животным, становится все более замутненным.
В 2014 году команда исследователей пересадила крысам миллионы человеческих клеток мозга. Ученые заменили практически все крысиные клетки на человеческие, оставив нетронутыми только специфические мышиные нейроны. Попав в мозги грызуна, человеческие клетки сразу же овладели этим животным. За 1 год эксперимента глиальные клетки крыс были полностью замещены человеческими клетками. В итоге удивительный гибридный мозг каждой подопытной мыши содержал примерно по 12 миллионов функциональных человеческих клеток.
Ученые начали проводить над этими грызунами жуткие тесты. Во время главного эксперимента мышей били током, предварительно проигрывая им особенный звук. Исследователи вели наблюдения за реакцией гибридных животных на прослушивание этого пугающего звука. Естественно, бедные крысы просто с ума сходили! Заодно результаты испытаний показали, что воспоминания у зверьков с человеческими мозговыми клетками были в 4 раза сильнее, чем у обычных мышей.
1. Обезьяна с человеческими нейронами 
Люди, вживившие мышам человеческие клетки мозга, оправдали свою работу тем, что они не привлекли к этим испытаниям наших близких родственников – обезьян. Как эти ученые признали позже, из-за создания гибрида с человеческими клетками мозга у них все же возникли этические проблемы. Выходить за определенные грани исследователям из Гарварда и МИТ не захотелось. Зато Йельский университет (Yale University) не постеснялся.
В 2007 году ученые из Йеля ввели 5 обезьянам нейроны, полученные из человеческих стволовых клеток, чтобы пронаблюдать за тем, как это повлияет на развитие болезни Паркинсона у подопытных животных. Результаты эксперимента были очень воодушевляющими.
Все эти обезьянки страдали от дрожательного паралича, а после введения человеческих нейронов они стали увереннее ходить, есть и вообще двигаться явно лучше, чем раньше. Тремора стало значительно меньше, и у испытуемых не возникло никаких побочных эффектов от проведенной процедуры.
С философской точки зрения этот эксперимент поставил перед научным сообществом довольно непростые вопросы, ведь человеческие нейроны распространились по всему мозгу обезьяны и повлияли на его работу. Конечно же, в этом проекте было использовано не так уж и много клеток, чтобы их внедрение как-то серьезно повлияло на поведение животных. Впрочем, мы вновь стали на шаг ближе к неизбежному вопросу о том, сколько же именно человеческих нейронов должно быть смешанно с обезьяньими, чтобы получившийся гибрид стал кем-то большим, чем просто подопытной мартышкой.
Источник