Биологические "запчасти"

Это клетки эмбриона, не достигшие в своём развитии стадии так называемой дифференцировки, то есть специализации, и следовательно, способные под воздействием тех или иных факторов превратиться в клетки различных тканей и органов более чем 2-х сотен типов. Собственно говоря, именно благодаря этому свойству из эмбриона, поначалу состоящего из одинаковых клеток, и формируется организм с самыми разными типами клеток.

Понятно, что биологи проявляют большой интерес к исследованию свойств эмбриональных стволовых клеток, поскольку в случае успеха эти клетки откроют совершенно новые возможности перед медициной. Руди Баллинг, член Научного общества биотехнологических исследований, говорит:

- Самое главное будет состоять в том, что мы сможем приступить к внедрению новых технологий в хирургии и обеспечить регенерацию тех или иных органов. Если в результате заболевания выйдут из строя какие-то группы клеток, пусть даже узкоспециализированных - ну, скажем, вследствие вирусной инфекция погибнут вырабатывающие инсулин бета-клетки поджелудочной железы, - то мы сможем их заменить. Мы внедрим стволовые клетки в повреждённый орган, и он снова сможет выполнять свою утраченную было функцию.

Сам процесс культивирования эмбриональных стволовых клеток, на первый взгляд, не так уж сложен: он состоит в извлечении стволовой клетки из эмбриона и размножении её в специальной питательной среде. Полученные таким образом клеточные культуры - они именуются «клеточными линиями» - призваны обеспечивать экспериментальным материалом исследовательские лаборатории в разных странах мира.

Однако опыт свидетельствует о том, что выращивание эмбриональных стволовых клеток - дело исключительно тонкое. Не случайно во всём мире существует лишь три научных центра, овладевших этим высоким искусством. И один из этих центров - Европейская лаборатория молекулярной биологии в Гейдельберге. Так что исследования в области эмбриональных стволовых клеток вполне успешно ведутся и в Германии - только объектом изучения здесь являются не человеческие, а мышиные эмбрионы...

Европейская лаборатория молекулярной биологии в Гейдельберге

Созданием клеточных линий на базе мышиных эмбрионов гейдельбергские специалисты занимаются уже многие годы. В стенах лаборатории осуществляется весь производственный цикл, включая изготовление уникальных инструментов, необходимых для «выуживания» подходящих клеток из эмбрионов. Научная сотрудница лаборатории Кристина Винтерстен говорит:

- Прежде всего, для создания «клеточной линии» необходимо располагать очень хорошей лабораторной базой - а это требует больших затрат денег, времени и труда. Однако ко всему этому нужно ещё и везение, потому что лишь из очень немногих эмбрионов удаётся получить стволовые клетки, пригодные для создания линии.

На практике отобрать необходимые для создания «клеточной линии» эмбрионы в стадии так называемой «бластоцисты» совсем не просто - одни кандидаты ещё не дозрели, другие перезрели - всё это определяется методом проб и ошибок, сказать заранее, из какого эмбриона удастся получить хорошую стволовую клетку, учёные не могут. Затем кандидатов помещают в специальную питательную среду. Там им надлежит расти и делиться, но так, чтобы при этом ни в коем случае не вступить в стадию дифференцировки. Кристина Винтерстен поясняет:

- Они растут маленькими колониями, плотность которых должна поддерживаться на оптимальном уровне. Слишком большая плотность колонии приводит к дифференцировке, а слишком маленькая - к тому, что клетки просто перестают расти и делиться. Для нас это означает, что мы дважды в день проверяем колонию, как минимум раз в день меняем питательную среду и раз в два дня «перебираем», «пассажируем» линию.

Каждая колония состоит примерно из двух сотен клеток. Время от времени несколько колоний сливают вместе и снова разъединяют, и результатом такого многократного и регулярного «пассажирования» теоретически должно стать образование клеточной линии, способной годами производить всё новые и новые стволовые клетки.

Однако на практике после определённого количества таких «пассажей» клетки по неизвестной причине теряют «плюрипотентность», то есть лишаются способности к дифференцировке. Поэтому для поддержания производства требуется постоянно создавать свежие клеточные линии. Но ни большой опыт, ни строгое соблюдение технологии не могут гарантировать успех. Кристина Винтерстен приводит такие цифры:

- Вот моя последняя работа: я начала примерно с сотни эмбрионов, и на их основе мне удалось заложить 9 линий - на первый взгляд, немного, но это ещё очень хорошо, - и лишь про одну из этих линий я могу сказать, что она обладает потенциалом для производства полноценных стволовых клеток. Это значит, что в них при размножении будет сохраняться полный набор хромосом. Не говоря уже о способности к дифференцировке и образованию специфических клеток различных тканей.

Однако как на самом деле поведут себя стволовые клетки, предсказать невозможно. Так что культивированная по всем правилам искусства клеточная линия вполне может оказаться непригодной для лабораторных экспериментов. Матиас Трайер, коллега Кристины Винтерстен, поясняет:

- Исследования мышиных стволовых клеток насчитывают уже около 20-ти лет, и можно сказать, что на сегодняшний день мы знаем о них немало. Мы научились управлять их дифференцировкой настолько, что уже можем in vitro, в пробирке, получать нервные клетки и клетки мышечной ткани. Недавно появилось сообщение, что кому-то удалось вне организма вырастить клетки поджелудочной железы. Однако мы по-прежнему знаем крайне мало о молекулярных механизмах, лежащих в основе этих процессов, и потребуется ещё множество исследований и экспериментов, чтобы можно было говорить о надёжном и хорошо управляемом производстве стволовых клеток.

Таким образом, с точки зрения Матиаса Трайера, оптимизм тех, кто намерен в самом ближайшем будущем начать получать - уже из человеческих эмбриональных стволовых клеток - сырьё для медицинских целей, ничем не оправдан. Более того, если производство клеточных линий на базе мышиных эмбрионов идёт более или менее успешно - в Гейдельберге для дальнейших экспериментов заготовлены и помещены на длительное хранение в жидкий азот более 5-ти миллионов мышиных стволовых клеток, - то аналогичные попытки культивировать стволовые клеточные линии на базе кроличьих эмбрионов положительных результатов не дали. Так что гейдельбергский биолог знает, о чём говорит.

С человеческими стволовыми клетками дело обстоит несколько иначе: на сегодняшний день в мире уже имеется одиннадцать стабильных клеточных линий, культивированных на базе человеческих эмбрионов.

И хотя их использование представляется с научной точки зрения преждевременным, а с этической - весьма спорным, многих учёных, а тем более предпринимателей, это не останавливает. Они не скрывают, что если в Германии решение вопроса о правомерности импорта человеческих эмбриональных стволовых клеток будет и дальше откладываться, им придётся перенести свои исследования за границу, в те страны, где это не связано с правовыми проблемами.