Раз родитель, два родитель, три родитель

Что такое «митохондриальная замена» и как она может защитить будущее потомство от тяжелых врожденных заболеваний?

Сколько биологических родителей может быть у человека? Не торопитесь отвечать, сделайте поправку на бурное развитие клеточных технологий, которое мы видим во всех областях медицины, в том числе, в репродуктологии. И очень скоро число правильных ответов  на этот простой вопрос может увеличиться. По крайней мере, в Великобритании, где «тройное родительство» уже вплотную подошло к черте легализации.

Путь, задуманный природой

О том, как происходит оплодотворение, рассказывают еще в школе. Тем не менее, давайте немножко вспомним. Половые клетки человека – яйцеклетки и сперматозоиды – несут одинарный, гаплоидный набор хромосом. При их слиянии образуется зигота, несущая в себе уже парный, диплоидный набор, где присутствуют гены как матери, так и отца.

Возможны небольшие отклонения от генеральной линии: яйцеклетка после оплодотворения может разделиться на две (или больше) частей и дать начало двум или нескольким организмам. В этом случае на свет появятся однояйцевые, или монозиготные близнецы, похожие как две капли воды. Причем они обязательно будут одного пола. Возможен вариант, когда из яичника выйдут сразу две яйцеклетки. При их одномоментном оплодотворении беременность также будет многоплодной, в этом случае речь будет идти о дизиготных близнецах, которые и внешне будут отличаться, да и пола могут быть разного.

Впрочем, на этом естественном пути могут встречаться разнообразные препятствия, например, бесплодие. В соответствии с определением Всемирной организации здравоохранения, бесплодной считается пара, которая 2 года живет регулярной половой жизнью, не предохраняется, но беременность у партнерши не возникает.

Бесплодие может быть первичным, когда у пары не было и нет детей, а также вторичным, когда был хотя бы один ребенок, а вот попытки расширения семьи в дальнейшем оказались безуспешными. Встречается деление на абсолютное бесплодие, когда детей у кого-то из партнеров не может  быть в силу анатомии или физиологии (например, отсутствие матки у женщины), а также относительное, когда с одним партнером миссия обзаведения потомства невыполнима, а с другим – очень даже успешна.

Причин бесплодия множество. У мужчины это чаще всего дефекты спермы – недостаточное общее число сперматозоидов, маленький процент живых и активных половых клеток и т.п. У женщин может быть нарушена проходимость маточных труб, например, после перенесенных воспалительных процессов, виновником также бывает «сбитый» менструальный цикл, а также такие экзотические состояния, как иммунная реакция на сперматозоиды конкретного мужчины.

Итог всегда один: у пары нет детей. До последнего времени выходом для них было только усыновление, но в XX веке был совершен настоящий прорыв в репродуктологии – появилось экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО).

 Пионерами новой методики стали два британских ученых (в правильном смысле этого словосочетания): Роберт Джеффри Эдвардс и Патрик Стептоу. Они очень долго ждали признания мировой науки – Эдвардс получил Нобелевскую премию по медицине лишь в 2010 году, в возрасте 85 лет, а Стептоу не дожил до триумфа, умерев от рака легкого в 1988 году.

Почти 20 лет ушло на разработку методики, позволяющий соединить яйцеклетку и сперматозоид вне женского организма и получить при этом жизнеспособный, пригодный для пересадки в матку эмбрион.

Первый «ребенок из пробирки» родился 25 июля 1978 года, это была девочка весом 2600 г. Она не только выросла абсолютно нормальным ребенком, ничем не отличающимся от своих сверстников, но и в декабре 2006 года сама стала мамой, причем совершенно естественным, а не лабораторным образом.

Аналогичная история произошла и с первым советским ЭКО-шным ребенком, это тоже была девочка, она появилась на свет в клинике Научного центра акушерства и гинекологии в 1986 году, а в 2007 году у нее родился сын, и помощь репродуктологов ей тоже не понадобилась.

Современные технологии ЭКО творят чудеса. Если вероятность зачатия при естественном единичном половом акте оценивается в 20%, то для экстракорпорального оплодотворения эта цифра в 2,5 раза больше.

Правда, есть и свои подводные камни. В первую очередь, они касаются различной наследственной патологии.

Человечество с момента своего появления мечтает о совершенстве.  Со временем это стремление оформилось в евгенику – учение о путях улучшения человеческой природы. Его страстным адпетом, например, является нобелевский лауреат, один из первооткрывателей структуры ДНК Джеймс Дьюи Уотсон. ЭКО в этом смысле предоставило самые невероятные возможности, ведь перед тем, как соединить генетический материал отца и матери, его можно проверить и при необходимости скорректировать.

Предимплантационная диагностика – неотъемлемая часть ЭКО, эмбрионы с грубой генетической патологией не подсаживаются. Но далеко не все наследственные дефекты связаны с ДНК, заключенной в ядре клетки. Не так давно выяснилось, что огромную роль в передаче информации играют митохондрии женских гамет.

Митохондрии – органеллы удивительные. О том, что они работают в качестве «энергетических станций», рассказывается еще в школьном курсе биологии. Чуть позже, в профильных вузах, студентам рассказывают о том, что когда-то, давным-давно, митохондрии были самостоятельными живыми организмами, бактериями, которые очень удачно были ассимилированы клетками человеческого тела. У митохондрий даже есть собственная ДНК, причем, в отличие от спиральной ядерной, она кольцевая. И тоже участвует в передаче генетической информации. Включая генетические дефекты.

Митохондриальная ДНК менее устойчива к внешним повреждающим факторам, чем ядерная, поэтому появление случайных мутаций в ней идет в 1000 раз быстрее. В целом же 1 из 5000 новорожденных появляется на свет с тем или иным митохондриальным дефектом.

Митохондриальных болезней много, некоторые из них приводят к тяжелой инвалидности. Здесь и синдром MELAS, или митохондриальный сахарный диабет, сопровождающийся глухотой, и наследственная оптическая нейропатия Лебера, для которой характерна полная потеря зрения к началу полового созревания, и синдром Лея, когда происходит постепенное разрушение органов и систем.

Эффективно лечить такую патологию медики пока не умеют, обычно всё сводится к поддерживающей и симптоматической терапии. Развитие клеточных технологий, появление инструментов, позволяющих работать с отдельными органеллами клетки, сделало возможным устранение причины, предотвращение появление митохондриальных дефектов у ребенка.

Идея выглядит достаточно простой и логичной: если у матери обнаружены опасные мутации митохондриальной ДНК, нужно убрать пораженные митохондрии , заменив их органеллами яйцеклетки, взятой у здоровой женщины.

В настоящее время разработаны две методики, позволяющие избавить ребенка от митохондриальных заболеваний.

Genome-transfer.jpg

Казалось бы, вот оно, потрясающее достижение человеческой мысли, нужно брать и пользоваться! Ан нет. Идею «трех родителей» встретили в штыки не только религиозные деятели и политики, но и ученые.

Религиозные и морально-этические аспекты проблемы понятны. И мало чем отличаются от претензий, высказываемых в адрес ЭКО вообще, эмбриональных стволовых клеток, клонирования человека и прочих вмешательств в таинство жизни.

Ученые, противящиеся «детям трех родителей», требуют доказательств полной и абсолютной безопасности методики, желательно на несколько поколений вперед. При этом они ссылаются на исследования на мышах или дрозофилах, когда митохондриальная замена приводила к проблемам с дыхательной системой, когнитивными функциями и фертильностью у потомства. Сторонники методики возражают, что подобные результаты были получены на чистых линиях животных и насекомых, которые являются результатом близкородственного скрещивания и на человека переноситься не могут. А исследования на мышах-неродственниках не показали вообще никаких проблем со здоровьем у потомства, перенесшего митохондриальную замену.

«Это не так называемые дизайнерские младенцы. Речь идет о предотвращении серьезных, угрожающих жизни, инвалидизирующих заболеваниях», - говорит Даглас Тёрнбул из Университета Ньюкасла, один из ведущих специалистов по митохондриальной замене.

Впрочем, голос разума все-таки был услышан. По крайней мере, в одной стране. Длительные дебаты не прошли даром – соответствующий законопроект будет поставлен на голосование в британском парламенте уже в текущем году. Если он будет принят, Великобритания станет пионером генетической модификации нерожденных детей. И хотя звучит это страшновато, на самом деле, митохондриальная замена дарит надежду тысячам родителей на здоровое потомство.

Семейный гороскоп