Ген. Очень личная история

Мощный лечебный эффект всего лишь пятипроцентного замещения недостающего белка – настоящий маяк для притязаний генотерапевтов. Он напоминает о масштабах избыточности в биологии человека: если всего 5 % свертывающего фактора обеспечивают практически полное восстановление свертывающих функций крови, то остальные 95 %, очевидно, излишни – это буфер, запас, поддерживаемый в теле, видимо, на случай действительно катастрофического кровотечения. Если этот принцип распространяется и на другие заболевания, обусловленные отдельными генами, – хотя бы на тот же муковисцидоз, – то генотерапия может оказаться куда более практичной, чем представлялось ранее. Даже малоэффективной доставки терапевтического гена в небольшую группу клеток может хватить для удержания фатальной болезни под контролем.

А что же насчет извечной фантазии генетики человека о создании перманентно улучшенных человеческих геномов – изменении генов в репродуктивных клетках, или «генотерапии зародышевой линии»? Что насчет создания «постлюдей» или «транслюдей» – то есть человеческих эмбрионов с навсегда модифицированными геномами? К началу 1990-х проблема долговечной инженерии геномов человека свелась к трем научным затруднениям. Каждое из них когда-то казалось глухим научным тупиком, однако сейчас все они в шаге от разрешения. Самое примечательное в геномной инженерии человека сейчас как раз не то, что она слишком от нас далека, а то, что она пугающе и маняще близка.

Первое затруднение заключалось в получении надежной культуры эмбриональных стволовых клеток человека. ЭСК животных выделяют из внутреннего клеточного слоя ранних эмбрионов и далее могут поддерживать в лаборатории и подвергать всяческим манипуляциям, как обычную клеточную линию, а могут дать им возможность реализовать свой потенциал превращения во все ткани зародыша. Благодаря этому изменение генома ЭСК может быть удобным инструментом для внесения постоянных изменений в геном организма: если удастся целенаправленно воздействовать на ДНК этих клеток, генетическое нововведение, по идее, должно будет перейти в эмбрион, во все формирующиеся в нем органы и, таким образом, в весь организм. Генетическая модификация ЭСК – это тот узкий коридор, который обязана преодолевать каждая фантазия геномной инженерии зародышевых линий.

В конце 1990-х Джеймс Томсон, эмбриолог из Висконсина, начал экспериментировать с человеческими эмбрионами в надежде извлечь из них стволовые клетки. Хотя с мышиными ЭСК биологи были знакомы уже с конца 1970-х, десятки попыток найти их аналоги у человека провалились. Томсон выявил два фактора, ответственных за эти провалы: дурное семя и дурную почву. Исходный материал для выделения человеческих стволовых клеток часто был плохого качества, а условия для их роста – неоптимальными. В 1980-х, будучи аспирантом, Томсон усиленно изучал ЭСК мышей. Словно оранжерейный садовник, умеющий убеждать экзотические растения жить и размножаться вне их естественной среды, Томсон постепенно познавал эксцентричные свойства ЭСК. Эти клетки оказались капризными, непостоянными и экстравагантными. Они предпочитали сдуваться и умирать при малейшей провокации. Они нуждались в заботе других клеток, «нянек». Они со странным упорством сбивались в кучки. И наконец, под микроскопом они неизменно завораживали своим полупрозрачным, преломленным, гипнотическим свечением.

Перебравшись в 1991-м в Висконсинский региональный центр приматологии, Томсон приступил к добыче ЭСК из обезьян. Он извлекал шестидневные эмбрионы из беременных макак-резусов и оставлял их расти в чашке Петри. Через шесть дней Томсон счищал наружный слой эмбриона, будто бы снимая кожуру с клеточного фрукта, и извлекал отдельные клетки из сердцевины – внутренней клеточной массы. Он научился культивировать эти клетки, как и мышиные, в гнездах из клеток-кормилиц, которые поставляли важнейшие факторы роста; без этих питающих клеток ЭСК погибали. В 1996-м, убежденный в готовности опробовать свой метод на людях, Томсон запросил у регуляторного совета Висконсинского университета разрешение на получение человеческих ЭСК.

Найти эмбрионы мышей и обезьян было несложно. Но где ученый возьмет свежеобразованные человеческие эмбрионы? Томсон пришел к очевидному решению: в клиниках ЭКО. К концу 1990-х экстракорпоральное оплодотворение стало рутинной помощью при разных формах бесплодия. Для процедуры ЭКО нужны яйцеклетки, которые добывают из женщины после овуляции. Обычно отбирают несколько яйцеклеток – иногда до 10 или 12 – и оплодотворяют их сперматозоидами в чашке Петри. Затем эмбрионы подращивают в инкубаторе и имплантируют в матку.