Итоги № 23 (2012)

Возраст родам не помеха. Американские ученые нашли способ, как омолодить человеческие яйцеклетки с помощью донорских митохондрий

 

Руководитель лаборатории Центра стволовых клеток Орегонского университета здравоохранения и науки в США Шухрат Миталипов признается, что в 90-е годы потратил немало денег из своей аспирантской стипендии, чтобы подкормить подопытных мышек в московском Институте медицинской генетики. Сегодня он — один из самых успешных ученых, работающих в области стволовых клеток и репродуктивных технологий. В его лаборатории уже родились несколько приматов, появившихся из комбинированных яйцеклеток. Как говорит ученый, технология пересадки цитоплазмы в скором времени принесет пользу людям: с ее помощью можно будет не только лечить генетические болезни, но и убирать следы возраста из яйцеклеток.

— Шухрат, в научных кругах вы известны как человек, который впервые клонировал обезьяну...

— Нам действительно удалось получить клонированный эмбрион, но до рождения обезьянок-клонов дело пока не дошло. Нужно, чтобы самке удалось выносить такой зародыш. Но у обезьян все время происходят выкидыши на раннем сроке. Тут еще много проблем.

— Значит ли это, что человека тоже пока невозможно клонировать? Не по этическим соображениям, а из-за того, что несовершенна технология?

— Насколько я знаю, да. Несколько серьезных лабораторий в мире работают над так называемым терапевтическим клонированием — они пытаются получить эмбриональные стволовые клетки путем трансплантации ядер, но это пока не сделано. Эмбрионы не удается дорастить даже до стадии бластоцисты — это примерно недельный срок. Они останавливаются в развитии раньше. Вообще-то клонированием эту технологию назвали не совсем верно. Это методика трансплантации клеточных ядер. Ядро соматической клетки одного организма пересаживается в цитоплазму половой клетки другого организма. Но и это еще не все. Мы, например, сейчас учимся трансплантировать цитоплазму из одной клетки в другую и таким образом лечить яйцеклетки у женщин. Это поможет бороться с некоторыми заболеваниями, передаваемыми по наследству по женской линии. Возможны и другие применения этой технологии. Например, для лечения бесплодия, связанного с возрастом. Известно, что годам к 35—40 качество яйцеклеток падает. Сейчас в США до 25 процентов женщин именно в этом возрасте создают семью. Но их шансы иметь здорового ребенка уменьшаются. Процент беременностей после ЭКО (экстракорпорального оплодотворения) в США у женщин до 35 лет около 30 процентов, а после 40 — меньше 5 процентов. Но если те же самые женщины используют молодые донорские яйцеклетки, то процент успешных имплантаций увеличивается и они до 60 лет могут иметь здоровых детей. У специалистов по ЭКО уже вошло в практику сразу предлагать донорские клетки тем, кому за 40. Получается, что состояние репродуктивной системы у женщин еще долго остается нормальным и основная проблема в яйцеклетках.

— Вы решили вылечить яйцеклетки от старости?

— Мы попробовали использовать наши технологии, чтобы омолодить их цитоплазму.

— Для лечения генетических болезней используете тот же метод?

— И в том и в другом случае мы заменяем цитоплазму яйцеклеток донорской. Известно, что не все гены находятся в ядре. В цитоплазме расположены митохондрии — энергетические фабрики клеток. Митохондриальных генов всего 37, но они очень важны, так как отвечают за использование энергии. Митохондрии окисляют органические соединения и используют освобождающуюся энергию для синтеза молекул аденозинтрифосфата — нуклеотида, который является универсальным источником энергии для всех биохимических процессов. Митохондриальные гены не подвергаются рекомбинации и передаются только по материнской линии. Считается, что в отношении генома митохондрий все мы клоны по материнской линии. Но оказалось, это не так. Проблема в том, что митохондриальный геном в отличие от ядерного способен подвергаться сильным мутациям. Сейчас думают, что в нем приблизительно в 100 раз больше мутаций, чем в ядре клетки. Кстати, на этом основана одна из теорий старения: с возрастом митохондриальные гены в соматических клетках человека мутируют. Чем старше мы становимся, тем больше накапливается таких мутаций в тканях и органах. Из-за них митохондрии не могут производить энергию, и клетки погибают. Вообще-то в процесс переработки энергии вовлечены более 1000 генов, не только 37 митохондриальных, но остальные оказались в клеточном ядре в ходе эволюции. Когда-то митохондрии были отдельно живущими бактериями, потом возник симбиоз бактерии с клеткой. Кстати, ученые предполагают, что митохондрии стали для живых организмов яблоком с древа познания добра и зла. Ранние одноклеточные эукариоты были бессмертными до того, как в них появились бактерии, которые после стали митохондриями. После этого клетки приобрели возможность эффективно получать энергию, организмы стали многоклеточными и эволюция пошла вверх. Но теперь митохондриальные гены определяют срок жизни. Сначала все тысячи генов, наверное, были в митохондриях. Потом большинство из них перекочевало в ядерный геном. Эти 37 остались в цитоплазме, внутри митохондриона, который производит энергию. Но это опасное место для хранения генетической информации. Все равно что хранить гены в ядерном реакторе. Мутации происходят потому, что во время транспорта электрона вырабатываются реактивные молекулы кислорода, способные атаковать ДНК. В итоге мы стареем. Для чего мы едим антиоксиданты, витамины? Чтобы защитить митохондрии в клетках, знаем мы это или нет.