Mātes dabas laboratorijās notiek savādi eksperimenti: dvīņi viens otru absorbē tieši dzemdē, māte saviem bērniem nav māte, un brāļi un māsas saplūst vienā organismā, lai izdzīvotu. Ģenētiķi simts gadus ir pieķērušies dabai, taču līdz šai dienai viņi nav spējuši to pārspēt. Tātad, mums ir chimerism
Amerikas Savienoto Valstu iedzīvotāja Lidija Fērčilda piedzīvoja nepatīkamu pārsteigumu, kad pēc šķiršanās pieprasīja sociālos pabalstus. Viņas vīram bija jāapstiprina paternitāte ar DNS analīzes palīdzību - un pēdējais parādīja, ka tieši Lidija nebija divu kopīgu bērnu māte (un vienlaikus arī trešā, ar kuru viņa tajā laikā bija stāvoklī). Sākumā tika ierosināts, ka iemesls bija audu transplantācija vai asins pārliešana, bet ne sieviete, ne bērni netika pakļauti.
Valsts ir iesniegusi krāpšanas lietu. Mrs Fairchild advokāts glāba situāciju - viņš iesniedza tiesai rakstu no New England Journal of Medicine:
52 gadus vecajai Bostonas skolotājai Karenai Keeganai bija nepieciešama nieres transplantācija. Trīs no viņas dēliem piekrita būt donoriem, bet ģenētiskā analīze parādīja, ka divi no viņiem nav savas mātes radinieki! Pētījumos ir noskaidrots daudz interesantu faktu: jo īpaši izrādījās, ka Karenai bija dvīņu māsa, kura agrīnā embrionālās attīstības fāzē saplūda ar izdzīvojušo embriju. Bostonas skolotājs izrādījās himera - būtne, kuras ķermeņa audos ir dažādi gēnu komplekti, netraucējot viens otram.
Precedentā ar Fērčildas kundzi viss izrādījās vēl sarežģītāk - Lidijas bērnu DNS pierādīja radniecību tikai ar viņu vecmāmiņu, Fērčildas māti. To bija iespējams izdomāt tikai pateicoties matu analīzei, un matiem uz sievietes galvas un pubis bija atšķirīgs ģenētiskais materiāls. Fērčildas kundze iznāca sausa, un viņas stāsts 2006. gadā bija veltīts programmai “Mans dvīnis manī”.
Ir oficiāli reģistrēti apmēram četrdesmit chimerism gadījumi, bet patiesībā ir daudz vairāk. Ar lielu varbūtību slavenais maniaks Chikatilo, kura asinsgrupu un spermas dati nesakrita, bija himera. Dažreiz in vitro apaugļošanas vai mākslīgās apaugļošanas mēģinājumu laikā nejauši uznirst chimerisms: zinātnieki no Vācijas aprakstīja pacientu, kurā 99% ķermeņa šūnu bija sievietes hromosomu komplekts XX un 1% - vīriešu, XY. Kā izrādījās, viņas dvīņu brālis nomira dzimšanas brīdī, bet viņa šūnas dzīvoja māsas ķermenī.
Un šie ir tikai gadījumi, par kuriem tiek ziņots vispārējai medicīnas sabiedrībai.
Reklāmas video:
Ķepas, spārni un aste
Termins “himera” ir pārņemts no grieķu mitoloģijas - tas ir “salikts” briesmonis ar kazas ķermeni, lauvas galvu, čūskas asti utt. To rada neglīti monstri - pusmātīte, pus čūska Ehidna un milzis Typhon, bet, saskaņā ar vienu no versijām, nogalināts varonis Belofons. Bioloģijā himera, kā jau minēts, ir būtne ar neviendabīgu ģenētisko materiālu, kas pastāv līdzās vienam organismam. Terminu pirmo reizi ieviesa 1907. gadā vācu botāniķis Hanss Vinklers, kurš sauca augus, kas iegūti, uzliekot naktstauriņu uz tomātu kātiņa himeras. Cits botāniķis Ervins Baurs skaidroja parādības būtību. Un pirmais “saliktais” dzīvnieks tika uzbūvēts 1984. gadā - aitas un kazas mākslīgā “mozaīka”, četru vecāku kubiciņš, kura daļās šūnas bija aitas genoms, bet citās - kazas.
Augu chimerisms ir dabisku mutāciju vai potzaru rezultāts, kad citas sugas stumbram pievieno vienas sugas auga zaru. Lutera Burbanka eksperimenti ar slaveno Russet Burbank - kartupeļu šķirni, kas tagad veido līdz 50% no kartupeļu ražas Amerikas Savienotajās Valstīs, bez sēklām plūmēm un ar ananāsiem smaržotām cidonijām lielākoties bija Frankenšteina radīšana augu pasaulē.
To pašu darīja slavenais Mičurins, kurš rūpīgi izpētīja, kā potcelms (jauns augs, uz kura tiek stādīts kāds cits) ietekmē ražas ražu, dzīvotspēju un citas pūtītes īpašības. Reakcija "transplantāts pret saimnieku", kura dēļ cilvēkiem un dzīvniekiem ir tik bīstami orgānu transplantāti, parasti augiem ir neparasta. Vienīgās grūtības rada tas, ka zaļās himeras, kā likums, nenodod savas īpašības mantošanas ceļā, tās jāpavairo veģetatīvi.
Chimerism zīdītājiem var rasties no vairākiem dabiskiem un mākslīgiem procesiem. Pirmais ir tā sauktais tetragamētiskais chimerisms, kad divas olšūnas saplūst un katra no tām tiek apaugļota ar savu spermu vai diviem embrijiem agrīnās attīstības stadijās, kā rezultātā dažādi šāda organisma orgāni vai šūnas satur atšķirīgu hromosomu komplektu. Stāsti "norijot dvīņus" ir tipisks šādas chimerism piemērs.
Otrais ir mikrohimerisms … Mazuļa šūnas var iekļūt mātes asinsrites sistēmā un iesakņoties viņas audos (augļa mikrohimerisms). Piemēram, augļa imūnās šūnas var (vismaz vairākus gadus) izārstēt reimatoīdā artrīta māti, palīdzēt atjaunot sirds muskuli pēc sirds mazspējas attīstības grūtniecības laikā vai palielināt mātes izturību pret vēzi. Un otrādi, mātes šūnas šķērso augļa placentāro barjeru (mātes mikrohimerisms). Ne bez viņa palīdzības veidojas iedzimtas imunitātes sistēma: augļa imūnsistēma tiek "apmācīta" pretoties slimībām, pret kurām mātei ir izveidojusies imunitāte. Šīs monētas galvenā puse ir tāda, ka bērns dzemdē var kļūt par savas slimības upuri. Jo īpaši šāda autoimūna slimība,tāpat kā jaundzimušo vilkēde, bieži rodas bērniem, kuru mātēm ir sistēmiska sarkanā vilkēde.
Trešais dabiskā chimerisma variants ir “dvīņi”, kad asinsvadu saplūšanas dēļ heterozigoti dvīņi pārnes savas šūnas savā starpā (nevis ar tām pašām šūnām, kā homozigotām, bet ar dažādām gēnu kopām, piemēram, brāļiem un māsām). Tā iepriekšminētais pacients no Vācijas kļuva par himēru.
Nākamais chimerism variants ir pēc transplantācijas, kad pēc asins pārliešanas vai orgāna transplantācijas cilvēka ķermeņa pašas šūnas eksistē vienlaikus ar donora šūnām. Tas ir ļoti reti, bet gadās, ka donora šūnas ir pilnībā "iekļautas" saņēmēja ķermenī - piemēram, pirms dažiem gadiem pēc aknu transplantācijas Austrālijas meitenes asins grupa mainījās uz visiem laikiem.
Pēdējais variants ir kaulu smadzeņu transplantācija, kurā ārsti pieliek visas pūles, lai no pacienta izņemtu himeru un liktu pārstādītajām šūnām darboties saimniekorganisma vietā.
Pacienta paša kaulu smadzenes tiek nogalinātas ar starojumu un īpašām zālēm, donora asinsrades šūnas tiek ievadītas tā vietā un tiek gaidītas. Ja testi atklāj donoru chimerismu, visi ir apmierināti, process notiek, un, ja mums izdodas tikt galā ar transplantāta noraidīšanu, pastāv atveseļošanās iespēja. Bet "vietējo" šūnu atgriešanās nozīmē ātru slimības recidīvu.
Laboratorijas chimeras
Himērisko embriju vēsture sākās ar Dr Ray Owen un Dr. Peter Brian Medawar cāļiem, pateicoties kuriem tika izstrādāts chimerizācijas mehānisms.
Teļi un vistas Ovena bija pirmās, kuras pamanīja, ka dvīņu teļu ķermenī perfekti pastāv šūnas ar neviendabīgu ģenētisko materiālu, un iemesls tam ir asinsvadu saplūšana. Un Dr Medawar vispirms sasmalcināja vistas olas ar sazāģētiem "logiem", pēc tam eksperimentēja ar pīļu šūnu kultūru ieviešanu vistas embrijos, pēc tam sāka savienot cāļu embriju asinsrites sistēmas un beidzot formulēja terminu "imunoloģiskā tolerance" - ķermeņa gatavību pieņemt svešas šūnas. Viņš bija pirmais, kurš implantēja peļu embrijus ar vienu tīru embriju šūnu līniju no citas, un pēc tam transplantēja ādas atlokus uz izdzīvojušajām himērām, lai parādītu, ka pārstādītie biomateriāli saglabā dzimtā organisma īpašības un vienlaikus netiek noraidīti. Zinātnieki Čikāgā un Liverpūlē laboratorijās ir inženierijas izveidojuši koka un mājas peļu himeras, blastocistas stadijā embrijiem ievadot papildu ģenētisko materiālu.
Peles izrādījās diezgan dzīvotspējīgas: aktīvākas nekā mājas peles, bet mazāk aktīvas nekā meža peles. Krievijā veiksmīgi tika audzētas vistas himeras - balti punduri ar sarkanām Rhodeland astes.
Rotaļu vīrieši
Vēl viena iespēja kimēru izveidošanai ir cilvēka DNS ievadīšana dzīvnieka olā. Cibrīdu - šūnu hibrīdu - ģenētiskais materiāls gandrīz pilnībā ir cilvēks, viņi no dzīvnieka saņem tikai mitohondriju DNS. Tiesa, mēģinājumi panākt hibrīdo embriju nonākšanu kimēru dzimšanā mūsdienu zinātnes līmenī ir lemti neveiksmei; bez tam cilvēku klonēšana un turklāt cilvēku un dzīvnieku himeru izveidošana ir likumīgi aizliegta visās attīstītajās valstīs. Un šādiem sarežģītiem eksperimentiem nav jēgas. Dažu dienu laikā pēc olu dalīšanas sākuma tika iznīcināti vairāki desmiti hibrīdu embriju, kas izveidoti tikai pētniecības nolūkiem.
Ārsti un homunculi
Zinātniekiem bija nepieciešami apmēram divdesmit gadi (kopš pirmās veiksmīgās Dr. Tomasa operācijas), lai iemācītos izvēlēties donorus un saņēmējus, kas ir savietojami ar cilvēka leikocītu antigēniem - olbaltumvielām, kuru neatbilstība izraisa molekulāro reakciju kaskādi, kas izraisa transplantāta atgrūšanu, un apkarot atgrūšanu ar narkotiku palīdzību. nomāc imunitāti. Līdz 1990. gadam tika veikti apmēram 4000 kaulu smadzeņu transplantācijas - mazāk nekā mūsdienās gadā. Tagad piecu gadu dzīvildze (faktiski - atveseļošanās) akūtai leikēmijai ir 65%. Attiecīgi kļuva iespējams novērot negaidītas chimerism sekas.
Gan ārsti, gan pacientu tuvinieki jau sen ir gatavi faktam, ka pēc transplantācijas var mainīties asins grupa, Rh faktors un matu struktūra - bet tas nebūt nav viss.
Fakts, ka kaulu smadzeņu transplantācija var izārstēt pat AIDS, ir nejaušs atklājums, vācu ārstu veiksme. Ir zināms, ka aptuveni 1% eiropiešu ir izturīgi pret HIV. 42 gadus vecajam amerikānim, kam bija gan limfoma, gan AIDS, tika veikta kaulu smadzeņu transplantācija, lai ārstētu kādu no viņa slimībām. Un negaidīti visiem (arī ārstiem) viņš tika izdziedināts no abiem - viņa donors izrādījās mutācijas nesējs, kas nodrošina rezistenci pret vīrusu, un kopā ar kaulu smadzenēm to pārnesa saņēmējam.
XXI gadsimta zinātība - intrauterīnās šūnu terapijas attīstība. Asins cilmes šūnas tiek ievadītas auglim, kas cieš no imūndeficīta, talasēmijas, granulocitozes - un teorētiski bērnam jādzimst veselam. Praksē efektu bija iespējams sasniegt tikai augļiem ar imūndeficītu, visos citos gadījumos slimība pat neatkāpās, pat ar minimālu himērismu. Dzīvniekiem aktīvi tiek veikti sarežģītas terapijas eksperimenti: vispirms tiek izslēgta augļa imunitāte, un pēc tam tiek veikta transplantācija. Bet eksperimenti ar cilvēkiem joprojām ir tālu.
Chimerism par labu
Medicīna izmantoja chimerism iespējas vēl pirms šī parādība tika pētīta pilnībā. 1940. gadā tika veikts pirmais mēģinājums pārstādīt brāļa kaulu smadzenes pacientam ar aplastisko anēmiju. 1958. gadā Parīzē ar kaulu smadzeņu transplantāciju ārstējās seši Dienvidslāvijas fiziķi, kuri tika ievainoti avārijā atomelektrostacijā, pieci no viņiem izdzīvoja. 1957. gadā Amerikas Savienotajās Valstīs Dr. Edvardam Tomasam izdevās (pēc pilnīgas ķermeņa apstarošanas) panākt transplantāta transplantāciju diviem bērniem ar leikēmiju. Bērni drīz nomira, un 10 gadus vēlāk no 417 Tomasa veiktajiem transplantātiem tikai trīs bija veiksmīgi. 1968. gadā tika veikta pilnīgi veiksmīga transplantācija: bērnam ar smagu imūndeficītu tika ievadīts brāļa kaulu smadzenes. Pacients atveseļojāskļūstot par himēru - viņu pašu šūnu vietā asinis organismā ražoja “brālīgas”. Un Edvards Tomass 1990. gadā saņēma Nobela prēmiju medicīnā.
"Populārā mehānika # 2 2012"