Итоги № 23 (2012) - страница 13

— Вы решили вылечить яйцеклетки от старости?

— Мы попробовали использовать наши технологии, чтобы омолодить их цитоплазму.

— Для лечения генетических болезней используете тот же метод?

— И в том и в другом случае мы заменяем цитоплазму яйцеклеток донорской. Известно, что не все гены находятся в ядре. В цитоплазме расположены митохондрии — энергетические фабрики клеток. Митохондриальных генов всего 37, но они очень важны, так как отвечают за использование энергии. Митохондрии окисляют органические соединения и используют освобождающуюся энергию для синтеза молекул аденозинтрифосфата — нуклеотида, который является универсальным источником энергии для всех биохимических процессов. Митохондриальные гены не подвергаются рекомбинации и передаются только по материнской линии. Считается, что в отношении генома митохондрий все мы клоны по материнской линии. Но оказалось, это не так. Проблема в том, что митохондриальный геном в отличие от ядерного способен подвергаться сильным мутациям. Сейчас думают, что в нем приблизительно в 100 раз больше мутаций, чем в ядре клетки. Кстати, на этом основана одна из теорий старения: с возрастом митохондриальные гены в соматических клетках человека мутируют. Чем старше мы становимся, тем больше накапливается таких мутаций в тканях и органах. Из-за них митохондрии не могут производить энергию, и клетки погибают. Вообще-то в процесс переработки энергии вовлечены более 1000 генов, не только 37 митохондриальных, но остальные оказались в клеточном ядре в ходе эволюции. Когда-то митохондрии были отдельно живущими бактериями, потом возник симбиоз бактерии с клеткой. Кстати, ученые предполагают, что митохондрии стали для живых организмов яблоком с древа познания добра и зла. Ранние одноклеточные эукариоты были бессмертными до того, как в них появились бактерии, которые после стали митохондриями. После этого клетки приобрели возможность эффективно получать энергию, организмы стали многоклеточными и эволюция пошла вверх. Но теперь митохондриальные гены определяют срок жизни. Сначала все тысячи генов, наверное, были в митохондриях. Потом большинство из них перекочевало в ядерный геном. Эти 37 остались в цитоплазме, внутри митохондриона, который производит энергию. Но это опасное место для хранения генетической информации. Все равно что хранить гены в ядерном реакторе. Мутации происходят потому, что во время транспорта электрона вырабатываются реактивные молекулы кислорода, способные атаковать ДНК. В итоге мы стареем. Для чего мы едим антиоксиданты, витамины? Чтобы защитить митохондрии в клетках, знаем мы это или нет.

— Митохондрии яйцеклеток тоже не защищены от мутаций?

— Они защищены гораздо лучше из-за того, что не используются как фабрики энергии. Видимо, так сложилось в ходе эволюции — если они включат свои «ядерные реакторы», то начнут быстро мутировать. И вид быстро исчезнет. Поэтому в линиях женских половых клеток энергия поступает за счет гликолиза — отщепления небольших кусочков от молекул глюкозы. Это очень неэффективно, но зато безопасно для генома. У яйцеклеток есть и другой источник энергии. Ею с ними делятся тысячи окружающих клеток в яичниках. В общем, это как у пчел — у них матка не работает, а только производит линии половых клеток. Здесь происходит что-то подобное. Но до определенного срока. Считается, что после 40 лет природа перестает защищать яйцеклетки женщины от мутаций митохондриальной ДНК. По этой причине приживаемость эмбрионов падает в несколько раз. Видимо, эволюция решила, что таким клеткам лучше не выживать.

— У животных такого нет?

— Есть, но такие репродуктивные проблемы более или менее явно выражены только у людей. Поэтому у исследователей и возникли определенные надежды, что митохондрии можно заменить на более молодые. Мы отработали эту технологию на мышах, на обезьянах. Самки благополучно произвели потомство. Да, мы можем трансплантировать митохондрии из молодых яйцеклеток. Но факт состоит в том, что у этих животных нет ярко выраженного репродуктивного старения. Ни мыши, ни обезьяны просто не доживают до репродуктивной старости. Так как у нас нет хорошей модели, похоже, придется показывать эффективность этого метода на яйцеклетках пациентов. Наша задача — создать комбинированную клетку. Сначала мы получим у женщины несколько яйцеклеток. Затем пересадим в каждую из них цитоплазму из яйцеклетки молодой женщины-донора. Мы доказали, что таким образом можно практически полностью или на 99 процентов заменить митохондриальные гены. При этом обе женщины совсем не должны быть родственницами или иметь какую-то особую совместимость. Мы проделали подобные вещи с мышами, с обезьянами, сейчас работаем с человеческими клетками. У нас пока нет разрешения FDA (Food and Drug Administration) проводить клинические испытания. Поэтому оплодотворяем комбинированные человеческие яйцеклетки в пробирке и доращиваем их до стадии недельного развития. Это пока только начало. Надеемся, что через год-два получим разрешение трансплантировать такие эмбрионы пациенткам.