Танец жизни. Новая наука о том, как клетка становится человеком

Следующая причина провала ЭКО — ситуация, когда используются аномальные эмбрионы, зачастую те, что содержат клетки с неправильным количеством хромосом из-за ошибок митоза или мейоза [77]. После рождения Саймона, когда моя лаборатория выяснила, что существует механизм, который может компенсировать хромосомные аномалии, если в эмбрионе присутствует достаточное количество нормальных клеток, я задумалась о значении этого механизма самовосстановления для клиник.

Неспособность производить полностью нормальные эмбрионы (что определяется генетическим тестированием) для огромного количества женщин, проходящих ЭКО, означает конец репродуктивного периода. Считается, что в одних только США десятки тысяч эмбрионов могли быть отнесены к аномальным, имея лишь несколько аномальных клеток, и уничтожены, и это всего за один год [78].

По результатам многих исследований неожиданно большое количество человеческих эмбрионов содержат аномальные клетки. Такие мозаики из нормальных и аномальных клеток имеются у 30% ЭКО-эмбрионов [79]. Более того, оказалось, что женщины, проходящие ЭКО, рискуют меньше, чем принято считать, когда совершают немыслимое и имплантируют себе эмбрион, который, по результатам генетического тестирования, является мозаичным [80].

Если открытое нами самовосстановление мышиных эмбрионов верно и для человеческих, то часть (возможно, небольшая, но все же значительная, когда речь идет о родительских парах) из многих тысяч человеческих эмбрионов, отбраковываемых ежегодно, вполне могла вырасти в здоровых детей. Больно представить, сколько было таких пар, которые производили только частично аномальные эмбрионы и в итоге сдались.

Генетическое тестирование анеуплоидии подразумевает извлечение из эмбриона одной или нескольких клеток. Но если не все клетки человеческого эмбриона идентичны друг другу (как выяснилось в случае мышей), и одни клетки могут иметь больший потенциал развития, чем другие, важно, какие именно клетки берутся для тестирования. Действительно, было доказано, что биопсия эмбриона на ранней стадии снижает вероятность успешного ЭКО у женщин старшего возраста [81].

Но есть и другие проблемы, связанные с биопсией на поздней стадии бластоцисты, когда берутся клетки из трофэктодермы. Все потому, что клетки трофэктодермы не всегда отражают хромосомный состав внутренней клеточной массы, из которой развивается эмбрион [82]. Наши исследования мышиных эмбрионов показали, что, хотя во внутренней клеточной массе аномальные клетки подвергаются уничтожению путем апоптоза, в трофэктодерме подобная «зачистка» не происходит, и аномальные клетки не умирают, а просто замедляют свое деление.

Ситуация еще больше осложняется тем, что результаты тестов могут не совпадать. В исследовании описывается, как в одной лаборатории обнаружили анеуплоидию у одиннадцати эмбрионов, зато в другой такие же хромосомные аномалии были найдены только у одной пятой из этих эмбрионов, и лишь половина эмбрионов имели идентичные хромосомные профили [83]. Другими словами, многие эмбрионы, считающиеся аномальными, в действительности были мозаичными.

Благодаря этим сведениям по крайней мере некоторые клиники ЭКО меняют свою практику. Появились клиники, которые подсаживают мозаичные эмбрионы, если те выглядят нормальными, утверждая, что у эмбрионов есть шанс самостоятельно откорректироваться и развиваться как обычно. В 2017 году команда итальянских ученых сообщила о том, что перенос «аномальных» в плане набора хромосом эмбрионов может привести к здоровой беременности в зависимости от степени мозаичности и анеуплоидии [84].

Обычно мозаичные эмбрионы обнаруживаются в процессе эмбрионального скрининга, и когда в отсутствие другого выбора их решают использовать, больше родителей выигрывают от ЭКО [85]. Отрадно осознавать, что эксперименты моей команды с мышиными эмбрионами, вдохновленные историей моего Саймона, помогли разобраться в том, почему мозаичные эмбрионы могут развиваться нормально.

Диагностика беременности

Биопсия ворсинок хориона, CVS и амниоцентез являются инвазивными тестами и проводятся во второй триместр беременности (например, по нормам британской Национальной службы здравоохранения, диагностика аномалий проводится на восемнадцатой — двадцать первой неделе). Если обнаруживается проблема, перед матерью встает тяжкий выбор [86]. Разрабатываются альтернативные методы диагностики, позволяющие проводить скрининг в первом триместре, когда процедура прерывания беременности более безопасна.

Впервые красные кровяные клетки плода в материнском кровотоке были обнаружены в 1959 году, но только через десятки лет, в 1990 году, их удалось выделить, тем самым обеспечив потенциал их использования в неинвазивной пренатальной диагностике [87]. И лишь недавно, когда мы научились читать весь генетический код отдельной клетки, открылись возможности для пренатального скрининга по образцу материнской крови, что потенциально могло бы покончить с инвазивными методами вроде CVS и амниоцентеза.