Онтогенез. От клетки до человека

Представления о развитии как о линейном процессе, при котором гены работают согласно жесткому плану, не оставляют места для идеи создания тканей с нуля без участия эмбриона. Тогда единственный вариант – создать новый человеческий плод и пустить его на запчасти. Такой подход отвратителен с этической точки зрения и неприемлем в цивилизованном обществе. Однако есть и другой вариант: посмотреть, что именно делают гены и их продукты, чтобы работали механизмы коммуникации и самоорганизации молекул и клеток. Если в процессе нормального эмбрионального развития клетки могут организоваться в ткани, принимая верные решения в зависимости от окружения, то не можем ли мы убедить их делать то же самое в пробирке?

Складывается впечатление, что это возможно. Подтверждение можно найти в исследованиях развития почек, которое было описано в главе 10. С помощью пищеварительных ферментов можно деликатно разрушить развивающуюся почечную ткань так, что от нее останется облако отдельных клеток, свободно плавающих в пробирке. Если затем согнать эти клетки вместе, они будут хаотично перемещаться, отыскивая себе подобных. В течение нескольких дней они без всякой помощи экспериментаторов организуются в структуру, которая, по существу, ничем не отличается от нормально развивающейся почечной ткани.[378]

,[379]

Один взгляд в микроскоп на то, как это происходит, красноречивее любых слов свидетельствует о врожденной способности наших клеток взаимодействовать и самоорганизовываться даже в странных и неестественных ситуациях.

От этих первых опытов с почками, легкими и другими тканями, проведенных в том числе и в моей лаборатории, далеко до создания органов, пригодных для пересадки человеку. Возможно, на это уйдут десятилетия. Тем не менее растущее понимание того, что клетки используют сигналы и обратную связь для самоорганизации в структуры эмбриона и могут при правильном культивировании делать то же самое в пробирке, открывает хорошие перспективы для дальнейших исследований. В частности, стволовые клетки способны давать начало всем специализированным клеткам ткани, и, если нам удастся создать условия для активации их механизмов самоорганизации, это может стать мощным инструментом для создания новых тканей. Использование стволовых клеток костного мозга для замены крови и иммунной системы, разрушенных терапией против лейкемии, уже стало рутинной операцией (этому в немалой мере способствует простая структура костного мозга). Стволовые клетки кожи, в норме замещающие изношенные клетки кожи и волос, успешно используются для лечения обширных ожогов, уничтоживших собственные стволовые клетки кожи пациента. Мезенхимные стволовые клетки костного мозга пациента используются для заполнения собственными клетками пациента донорской соединительной ткани, предварительно промытой от клеток донора. После такой процедуры иммунная система пациента воспринимает пересаженный участок соединительной ткани как «свой», и отторжения не происходит. Знаменитый пример одной из первых операций такого типа[380]

– это воссоздание «трахеи Клаудии» (женщина потеряла трахею в результате болезни). Этот случай широко освещался в газетах.

Нужно понимать, что разрыв между реальным положением дел в этой области и сенсационными заявлениями, время от времени появляющимися в СМИ, огромен. На самом деле нам предстоит еще многому научиться и многое совершить. Тем не менее мы, возможно, живем на заре медицинской революции, основанной на новом знании о развитии человека. Успех этой революции не гарантирован. Она может осуществиться только при условии постоянной поддержки исследований (за счет налогоплательщиков, которых бывает трудно убедить в необходимости финансирования науки) и готовности новых поколений молодых ученых-энтузиастов посвятить жизнь разгадке тайн природы.