Тайная жизнь тела. Клетка и ее скрытые возможности - Михаил Вейсман

Ведь ДНК влияет на работу организма через производство белков, качество которых может страдать от ошибок или мутаций, возникающих в ходе прочтения нитей ДНК. Одна из самых распространенных мутаций заключается в том, что клетка перестает считывать генетические «инструкции» раньше времени и в итоге получается неполный, укороченный протеин.

Данные неполные протеины как раз и стоят за названными выше генетическими расстройствами. Ученые утверждают, что им удалось разработать методику, позволяющую сигнал «стоп» перевести в сигнал «продолжать». Это даст возможность клетке нормально считывать информацию и создавать нормальной длины протеин.

Исследователи смогли добиться успеха как в пробирке, так и с живыми клетками дрожжей. По словам руководителя научной работы профессора И-Дао Ю, суть метода заключается в изменении мРНК (матричной рибонуклеиновой кислоты), которая обычно передает инструкции ДНК клеткам относительно того, как образовывать протеины.

Кто знает, что готовит уже завтрашний день генной инженерии?

Каких только чудес не приписывают стволовым клеткам! Они и молодость продлевают, и рак лечат, и позволяют получить органы для трансплантации практически из «ничего». Правда, при детальном рассмотрении оказывается, что слухи об их всемогуществе оказываются сильно преувеличенными. Но что из перечисленного правда, а что – раздутая рекламой ложь, можно понять, лишь познакомившись со стволовыми клетками поближе.

Настоящий бум «ревитализации» (омоложения человеческими стволовыми клетками) начался в 1995 году, когда американцы обнародовали сведения о результатах введения этих клеток пожилым людям. У пациентов темнели седые волосы, разглаживались морщины, у мужчин увеличивалась потенция, а у женщин прекращались менопаузы. Для геронтологии (науки о старении) наступили золотые времена.

На эксперименты со стволовыми клетками решились и знаменитости: недавно личный врач Фиделя Кастро заявил, что кубинский диктатор будет жить до 140 лет, и при этом намекнул на использование последних достижений в области клеточной медицины. Ревитализацию опробовали на себе Энтони Хопкинс и Софи Лорен, Элизабет Тейлор и Хосе Каррерас. К клеточной медицине прибегали не только с целью омоложения, но и для лечения серьезных травм и болезней: например, актриса Дэрил Ханна, потерявшая палец на съемках фильма «Убить Билла», собиралась восстанавливать его с помощью имплантата, выращенного из стволовых клеток.

Но что бы ни писали в американских учебниках по биологии, впервые серьезно изучением стволовых клеток занялись все же в Советском Союзе. Еще в 1975 году президиумом Академии наук при Институте цитологии был создан отдел клеточных культур. Параллельно шло формирование легендарной всесоюзной коллекции (сегодня это около 300 тысяч ампул), аналогов которой нет нигде в мире. Естественно, в те времена в основном интересовались лечебным аспектом клеточной медицины и, что называется, экспериментировали с техникой. «Вы не представляете, в какой эйфории пребывали врачи и ученые после того, как стало очевидно, что из стволовых клеток можно воспроизвести любую ткань и орган, – вспоминает генеральный директор клиники «НейроВита» профессор Андрей Брюховецкий. – Мой коллега-американец Майк Мэбэр, например, специально к Олимпиаде в Солт-Лейк-Сити создал из стволовых клеток олимпийские кольца. Другой ученый из Америки вырастил на спине у крысы человеческое ухо… При таких возможностях использовать стволовые клетки в косметических целях никому даже в голову не приходило». Меж тем первые эксперименты с омоложением начались еще в 20-е годы: пионерами были русский врач-эмигрант Воронцов и основатель знаменитой клиники Ла Прери (Clinique La Prairie) Поль Ниеханс – правда, работали они исключительно с клеточным материалом животных. Но даже когда научились выделять стволовые клетки из человеческого зародыша, широкого применения ревитализация в России не получила.

Итак, мы точно можем сказать, что стволовые клетки отличаются от всех остальных тем, что могут давать начало любым клеткам организма – и кожным, и нервным, и клеткам крови. Сначала полагали, что во взрослом организме таких клеток нет и существуют они лишь в самом раннем периоде эмбрионального развития. Однако в 1970-е годы А. Я. Фриденштейн с соавторами обнаружили стволовые клетки в костном мозге; в дальнейшем их стали называть стромальными клетками.

Тогда же появились работы, доказывающие наличие стволовых клеток практически во всех органах взрослых животных и человека. В связи с этим принято разделять стволовые клетки на эмбриональные стволовые клетки (выделяют из эмбрионов на стадии бластоцисты – очень ранней стадии развития, когда еще нет ни тканей, ни закладок органов) и региональные стволовые клетки (выделяют из органов взрослых особей или из органов эмбрионов более поздних стадий), которые сохраняют свойства эмбриональных клеток, о чем свидетельствуют обнаруженные в них эмбриональные белковые маркеры.

Стволовые клетки можно выделять и растить отдельно от организма – в культуре ткани. При этом образуются шарообразные клеточные образования. Способность давать множество разнообразных клеточных типов делает стволовые клетки важнейшим восстановительным резервом в организме. Они используются телом как универсальный материал, которым можно заделать все «дыры», возникающие в ходе жизни человека.

Особое удивление биологов вызвало присутствие стволовых клеток в центральной нервной системе. Как известно, сами нервные клетки утрачивают способность к размножению уже на самой ранней стадии своего формирования. Но когда нервная система серьезно повреждена, на помощь нервным приходят стволовые клетки, которые начинают делиться с последующим превращением в нервные и глиальные (одна из разновидностей клеток нервной ткани).

Обнаружить стволовые клетки можно с помощью специальных методов. Дело в том, что в в них производятся специфические белки, которые можно выявить, используя определенную методику. Сначала на каждый белок получают антитела, которые метят светящимся красителем. Такой реагент выявляет белки, присутствующие в стволовых клетках на разных стадиях развития.

Но что заставляет обычные с виду клетки сохранять способность превращаться в любые другие? Очевидно, ответ на этот вопрос также кроется в расшифровке их генной составляющей. И наоборот, изучение хромосом стволовых клеток позволяет ответить на вопрос – где кроется секрет дифференциации тканей?

В ходе сложных анализов и экспериментов выяснилось, что в стволовых клетках гены работают на опережение – производя различные виды рибонуклеиновой кислоты («программы» для производства белков) задолго до того, как в ней возникнет необходимость.

Удивительное открытие – среди клеток есть «господа» и «рабы»

Многочисленные данные, полученные в ходе изучения стволовых клеток, позволили уточнить организацию соответствующих генных сетей (в условиях целостного организма это иногда не так-то просто). В частности, можно выявить пути взаимодействия так называемых генов-господ и генов-рабов. Господами называют ключевые гены, от которых зависит специфика развития данной ткани или органа, рабами – каскады структурных генов (запускаемые генами-господами), обеспечивающих производство характерных белков и, соответственно, формирование того или иного органа или ткани.