Химера что это такое в медицине расшифровка

Генетика и ПГД

Химеризм – одновременное наличие в организме клеток разных генотипов.

Данное патологическое состояние может возникать на разных стадиях развития организма: при оплодотворении, на этапе эмбрионального развития, а также во взрослом возрасте.

Иногда это может отражаться на внешности человека, например, в виде «мозаичной» кожи или глаз разного цвета. Но, как правило, человек даже не предполагает того, что в его организме сосуществуют клетки с разными наборами генов.

Существует несколько видов химеризма, отличающихся причинами возникновения.

Тетрагаметический – две зиготы (клетки, образующиеся в результате слияния двух родительских половых клеток в процессе оплодотворения) сливаются в одну и формируют только один эмбрион. При этом каждая из зигот оплодотворена разными сперматозоидами. В результате такого слияния зигот органы и клетки образовавшегося организма имеют разный хромосомный набор.

Такой химеризм может встречаться при ЭКО, поскольку врачи пересаживают несколько оплодотворенных яйцеклеток. В большинстве случаев рождаются близнецы, редко – химеры. Для таких химер возможно наличие двух типов эритроцитов, гермафродитизм, мозаичная окраска кожи и глаз.

Микрохимеризм – передача клеток от плода к матери и наоборот. Иммунные клетки эмбриона, встраиваясь в клетки матери, способны помочь ей избавиться от серьезных заболеваний при наличии их на момент беременности, а также способны способствовать омоложению организма женщины. Если же материнские клетки встраиваются в эмбрион, то в таком случае возникает опасность, что ребенок в утробе может скопировать материнские болезни.

Близнецовый – обмен клетками между близнецами в ходе внутриутробного развития через общую плаценту.

Такой обмен приводит к тому, что ребенок может иметь две нити ДНК.

Посттрансплантационный – результат переливания крови или пересадки органов. Как правило, собственные клетки организма существуют наряду с клетками донора, но иногда клетки донора полностью встраиваются в пересаженный организм, изменяя структуру его крови.

При пересадке костного мозга введенные донорские клетки могут производить только собственные клетки, со своим генетическим набором. В случае если трансплантат успешно прижился, то человек становиться химерой с генетическим набором клеток донора.

В виду отсутствия явных симптомов такого патологического состояния, только проведение комплексного генетического обследования может определить, является ли человек химерой. Обычно с такой особенностью человек может жить без трудностей, но иногда химеризм может явиться причиной курьезов.

Известен случай с американкой Лидией Фейрчайлд, которой после проведенного теста ДНК пришлось доказывать, что она приходится матерью своим детям. Анализ не подтверждал их родственную связь из-за наличия чужой ДНК в ее крови. Но более подробные исследования показали, что Лидия является носителем генетических наборов двух людей: волосы, кровь, кожа, эпителий ротовой полости принадлежали ей, а вот эпителий матки – соответствовал некой сестре-двойняшке.

Похожий случай произошел с Карен Киган. Женщине понадобилась трансплантация почки. Результаты анализов крови двух ее детей показали, что они не являются детьми Карен. Только после дополнительных исследований ДНК образцов разных органов было установлено, что в организме Карен часть клеток имеет набор ДНК, соответствующий сестре-двойняшке.

Американская певица и модель Тейлор Мюль уже будучи взрослой узнала, что у нее тетрагаметный химеризм. Близнец Мюль был девочкой, поэтому слияние не повлияло на половые признаки. При этом у девушки два цвета кожи, левая сторона тела немного больше правой. Клетки иммунной системы и крови Мюль имеют два набора ДНК и постоянно борются друг с другом. От этого страдает иммунная система девушки.

Недавно Тейлор Мюль, основала движение Chimera Awareness. Это движение помогает людям, которым ещё не поставлен диагноз химеризм.

Статистика утверждает, что около 8% близнецов подвержены химеризму.

Известны случаи близнецового химеризма, в результате которого рождаются дети с уродствами. Например, 11-ти летняя китайская девочка, из спины которой растет и развивается поглощенный брат-близнец или техасский ребенок-химера – на одну половину черный мальчик, на другую – белая девочка. После сложной операции ребенок продолжил жить, будучи мальчиком.

Химерой был и знаменитый маньяк Чикатило, данные ДНК по группе крови и по сперме которого не совпадали. Анализы спермы и крови показывали результаты, соответствующие двум различным людям, что помогло ему долгое время скрываться от правосудия.

Сегодня известно около 40 случаев человеческого химеризма.

Интересны случаи исцеления пациентов в результате пересадки костного мозга. После подобной операции реципиент становиться химерой, так как в его организме живет генетический материал донора. Известен случай, когда после трансплантации костного мозга 42-летний американец, страдающий и лимфомой, и СПИДом, исцелился от обеих болезней. Донором реципиента оказался носитель обеспечивающей устойчивость к ВИЧ мутации, которая была передана больному с костным мозгом.

В современных неблагоприятных условиях окружающей среды люди сталкиваются с различными процессами мутации, последствия которых непредсказуемы. Не исключено, что это защитная реакция природы, направленная на выживание в экстремальных условиях.

Источник

Химеризм у человека

Весь контент iLive проверяется медицинскими экспертами, чтобы обеспечить максимально возможную точность и соответствие фактам.

У нас есть строгие правила по выбору источников информации и мы ссылаемся только на авторитетные сайты, академические исследовательские институты и, по возможности, доказанные медицинские исследования. Обратите внимание, что цифры в скобках ([1], [2] и т. д.) являются интерактивными ссылками на такие исследования.

Если вы считаете, что какой-либо из наших материалов является неточным, устаревшим или иным образом сомнительным, выберите его и нажмите Ctrl + Enter.

Одновременное присутствие клеток разных генотипов в организме – это химеризм. У человека он имеет несколько видов и причин появления, рассмотрим это детальнее.

В греческой мифологии химера представлена чудовищем с козлиным туловищем, головой и шеей льва и змеиным хвостом. На сегодняшний день известно около 100 случаев человеческого химеризма. Он никак не связан с мифологией и основан на специфической мутации генов в процессе зачатия и развития эмбриона. Патологическое состояние имеет несколько видов и форм, которые отличаются причинами возникновения.

Биологические химеры могут возникать при кровосмешении двух разных рас. Очень часто это проявляется как распределение разной пигментации на теле. Если происходит полное слияние, то это говорит о кровяной патологии, когда ребенок имеет две нити ДНК. Или близнецы, выросшие в одной утробе, имеют толерантность к группе крови друг друга. Подобный дефект возникает при трансплантации органов и даже при переливании крови.

[1], [2], [3]

Код по МКБ-10

Причины химеризма у человека

С генетической точки зрения, мутации возникают из-за присутствия у человека двух и более клеточных нитей, развивающихся из разных зигот. Причины химеризма разнообразны, чаще всего это смешивание крови. Данная патология провоцирует появление кариотипа 46,XX/46,XY. Дефект может быть связан со смешиванием клеток живого и умершего близнецов в материнской утробе или соединением двух зигот в один эмбрион.

Основные причины химеризма у человека:

[4], [5]

Патогенез

Механизм развития химеризма зависит от факторов, которые его спровоцировали. Патогенез классифицируется по таким видам:

Ученым удалось диагностировать тетрагаметическое расстройство, то есть слияние двух яйцеклеток, оплодотворенных разными сперматозоидами. Механизм развития данного состояния указывает на наличие двух нитей ДНК у одного (выжившего) эмбриона. Патогенез микрохимеризма указывает на проникновение клеток младенца в кроветворную систему матери или клеток матери в организм плода.

Еще один вариант развития дефекта – сращивание кровеносных сосудов гетерозиготных близнецов, которые передают друг другу свои генетические данные. Посттрансплантационный возникает при пересадке костного мозга, кроветворных органов и при переливании крови. Также известны случаи лабораторных мутаций (опыты проводились на животных и растениях) по разработанному ученными механизму химеризации.

[6], [7], [8], [9]

Симптомы химеризма у человека

Для того чтобы установить, является ли человек химерой, необходимо провести комплексное генетическое обследование. Явные симптомы патологического состояния в большинстве случаев отсутствуют. Конечно, если мутация не имеет внешних признаков.

Химеризм возникает во внутриутробном развитии. Это происходит при слиянии двух оплодотворенных яйцеклеток, одна из которых поглощает вторую, а также при смешении генетической информации эмбриона и матери или как осложнение трансфузионных процедур.

Внешние симптомы химеризма у человека проявляются при кровосмешении разных рас. Это выглядит как разный цвет глаз у ребенка или мозаичная окраска кожи. Но в большинстве случае симптомы выявляют при развернутом анализе крови, который указывает на наличие двух линий ДНК.

Техасский ребенок

Один из самых нашумевших случаев химеризма, известных медицине, это история межрасовой мутации. Техасский ребенок – именно так прозвали данный инцидент. Правая половина малыша была девочкой мулаткой, а левая мальчиком чернокожим. Это пример истинного гермафродитизма с генетически развитыми первичными и вторичными половыми признаками обоих полов в одном теле. Химере провели операцию, придав ему мужской пол, избавив от женских внешних признаков. Разумеется, что генетически, ребенок так и остался двуполым с двумя нитями ДНК.

Еще одна ужасающая история химеризма рассказывает о 11-летней китайской девочке. Из спины ребенка развивается поглощенный ею брат-близнец. Такие мутации происходят в период внутриутробного развития, когда две зиготы (будущие близнецы) сливаются в один организм. То есть фактически в одном теле оказывается два человека со своим набором генов.

[10], [11], [12]

Первые признаки

Наличие двух нитей ДНК у одного человека – это первые признаки химеризма. В большинстве случаев мутация не проявляется внешними симптомами. Установить, что человек является химерой можно только с помощью генетического исследования.

Рассмотрим несколько случаев химеризма:

[13], [14], [15], [16], [17], [18], [19]

Формы

Для того чтобы определить, что стало причиной мутации, врач собирает анамнез и проводит множество диагностических генетических анализов.

Генетический химеризм

На ранних сроках беременности, то есть в период формирования эмбриона, может произойти ряд мутаций. Генетический химеризм возникает в тех случаях, когда пара оплодотворенных яйцеклеток сливаются в одну. Каждая из зигот содержит нить родительской ДНК, то есть свой генетический профиль. Во время объединения, клетки сохраняют индивидуальный генетический вид. То есть получившийся эмбрион является комбинацией обоих. В большинстве случаев люди с подобными мутациями имеют иммунную систему, толерантную ко всем генетическим популяциям в организме.

По своей сути такая человеческая мутация является собственным двойником и встречается редко. Для ее определения проводится комплексное генетическое обследование. Анализ ДНК сдают как родители, так и ребенок. Очень часто такие исследования необходимы для установления биологической связи между детьми и родителями, так как у ребенка другой генетический профиль.

[20], [21]

Тетрагаметный химеризм

Медицине известны случаи, когда во время сдачи анализов, родители и дети не имеют генетической схожести, то есть биологически они не являются родственниками. Тетрагаметный химеризм возникает при объединении двух близнецов в один при эмбриональном развитии. Один ребенок гибнет, а выживший несет свою и его ДНК.

Такие случаи химеризма могут идентифицировать по нескольким признакам:

Учеными описан случай, когда во время зачатия генетическая информация к ребенку перешла не отца, а от его погибшего и поглощенного в утробе брата-близнеца. То есть с генетической точки зрения, родителем является умерший брат-близнец. При изучении данного случая, было установлено, что генетический код ребенка и его отца совпадает на 10%.

Биологический химеризм

Одно из загадочных явлений, известных медицине – это сочетание в одном теле нескольких геномов. Биологический химеризм встречается у людей, животных и растений. Если рассматривать данную мутацию у человека, то она происходит в таких случаях:

Возможно полное слияние, когда два плода, растущих в одной утробе, используют одну плаценту и имеют толерантность к крови друг друга. То есть при необходимости им можно делать переливание крови друг друга, так как реакция отторжения подавлена на генетическом уровне. Внешне биологическая мутация проявляется как разные по цвету радужки глаз у одного человека или сочетание нескольких цветов кожи (как правило, имеют мозаичное расположение).

[22], [23], [24], [25], [26]

Кровяной химеризм

Еще одно удивительное явление в медицине – это две группы крови у одного человека. Кровяной химеризм возникает из-за генетической мутации при внутриутробном развитии. В природе существуют такие группы крови: О (I), А (II), В (III) и АВ (IV).

Исходя из этого группа А совместима с А и О, В с В и О. Уникальными реципиентами являются обладатели АВ, так как их биологическая жидкость совместима со всеми имеющимися группами. Универсальным донором выступает группа О, но совместима она только с такой же группой О.

Исходя из курса анатомии, известно, что живой организм может иметь только одну из них. Так как иммунные клетки не принимают чужую кровь, вызывая реакцию отторжения во время переливания. Исключением из данного правила являются кровяные химеры. Такие люди имеют два разных типа крови и ткани, производящие кровяные тельца обоих типов. Подобная патология встречается как среди людей, так и у животных. Все известные химеры – это близнецы. Кровь делится между двумя эмбрионами, они обмениваются тканями, которые производят кровь, а реакция отторжения подавлена.

[27], [28], [29], [30], [31], [32], [33], [34], [35], [36], [37],

Неполный эритроцитарный химеризм

Существуют естественные и искусственные факторы, провоцирующие появление неполного эритроцитарного химеризма:

Для неполного химеризма характерно наличие у реципиента донорских и аутологичных эритроцитов. Данный тип представляет собой транзиторную циркуляцию эритроцитов донора, которые начли репопулировать или пассивно перелиты с костным мозгом.

Такое патологическое состояние вызывает опасения. Это связано с неустановленными физическими изменениями в организме реципиента. Кроме того, химеризм может стать причиной психологических проблем. Так как не все пациенты готовы принять свою измененную анатомию и физиологию.

Посттрансфузионный химеризм

Трансфузиология – это наука об управлении организмом через целенаправленное воздействие на морфологический состав крови путем переливания. Посттрансфузионный химеризм возникает при смешивании двух разных групп крови, когда донорские клетки полностью замещают или сосуществуют с генетическим кодом реципиента. Данную патологию можно назвать осложнением переливания или трансплантации.

Выделяют такие трансфузионные средства:

Посттрансфузионный химеризм может возникать из-за наличия лейкоцитов в донорской крови. Если из биологической жидкости или эритроцитарной массы убрать лейкоциты, то риск посттрансфузионного химеризма, аллоиммунизации и других осложнений минимален.

Осложнения и последствия

Одна из опасностей химеризма – это неконтролируемые процессы в человеческом организме. Последствия химеризации могут быть связаны с посттрансфузионными процедурами или патологиями во время внутриутробного развития.

Кроме того, химеризм ставит под вопрос правдивость ДНК тестов и многих судебных дел. Из-за генетического расстройства возникает много проблем с установлением отцовства. Также существует определенный процент пар, которые бесплодны по причине мутации.

Наличие двух нитей ДНК у одного организма может вызвать ряд осложнений. Прежде всего, это связано с физическими патологиями. Науке известен ряд случаев, когда рождались дети с разным цветом глаз, мраморной пигментацией или дополнительными конечностями от поглощенных в период эмбрионального развития близнецов.

Еще одно осложнение данной мутации в том, что при необходимости пересадки органов и выборе родственного донора, выявляется генетическое несоответствие. Это вызывает множество вопросов и осложняет процесс трансплантации. После пересадки могут произойти изменения в структуре волос, группе крови и резус-факторе.

Известен случай, когда пациенту страдавшему СПИДом и лимфомой провели трансплантацию костного мозга. Донором оказался носитель мутации, которая обеспечивала устойчивость к вирусу. После пересадки реципиент передал ее вместе с костным мозгом. Это привело к тому, что пациент полностью излечился от своих заболеваний.

[38], [39], [40], [41], [42], [43], [44], [45], [46]

Диагностика химеризма у человека

Как правило, диагностика химеризма проводится с помощью анализа на ДНК, то есть теста на определение родственных связей. Выбор данного исследования объясняется тем, что на клеточном уровне дефект представляет собой смешение двух генотипов в одном организме.

Для обследования используют высокотехнологичные молекулярные методы. При подозрении на химеризм, пациента ждет комплекс анализов, инструментальная и обязательная дифференциальная диагностика. Врач узнает о семейном анамнезе, то есть наследственной предрасположенности к мутациям.

Применение того или иного метода зависит от наличия информации о возможном типе расстройства. Анализы при подозрении на химеризм, направлены на генетическое исследование крови и ДНК. Используются скрининговые и детекционный лабораторные методы, рассмотрим их:

Вышеописанные анализы применяют при молекулярном исследовании ДНК на различные генетические патологии, мутации, в том числе и химеризм.

Инструментальная диагностика

При подозрении на химеризм пациента ждет целый комплекс различных диагностических процедур. Инструментальная диагностика необходима для изучения состояния и строения внутренних органов и других структур организма. Так как известно, что при химеризме кроветворные органы (костный мозг, тимус, селезенка, железы внутренней секреции и другие) вырабатывают кровь с различными аллелями ДНК.

Пациенту проводят скрининговые исследования, КТ, МРТ, ультразвуковую диагностику и другие процедуры. В большинстве случаев детальная инструментальная диагностика необходима при трансплантации органов или переливания крови, когда пациент хочет выступать в роли донора или реципиента.

[47], [48]

Дифференциальная диагностика

Химера является скомбинированным организмом, который произошел более чем из одной зиготы. Существует ряд патологических случаев, которые имеют схожее происхождение. Дифференциальная диагностика направлена на их выявление.

Рассмотрим, кто похож на химеру, но не является ей:

В процессе дифференциации рассматриваются все вышеописанные генетические мутации, исследуется ДНК пациента и его родственников.

К кому обратиться?

Профилактика

Изучение генетических аномалий в человеческом организме направлено на предупреждение различных мутаций. Профилактика химеризма, вызванного естественными факторами невозможна. Так как на сегодняшний день не существует доступных и безопасных методов, позволяющих проследить процесс развития эмбрионов в материнской утробе.

Но можно предупредить химеризм, вызванный посттрансфузионными процедурами (пересадка костного мозга, органов, переливание крови). Генная инженерия используется парами, которые имею высокий риск рождения детей с генными патологиями. В этом случае, для предупреждения мутаций в эмбрион вживляют дополнительные клетки, нормализующие хромосомный набор будущего ребенка.

[49], [50], [51], [52], [53], [54], [55], [56], [57], [58]

Прогноз

Химеризм у человека представляет собой разный генетический код в одном организме. Прогноз такой мутации зависит от причины, которая ее вызвала. Если это кровяные химеры, то в течение всей жизни человек может так и не узнать о том, что у него два набора ДНК. Это связано с тем, что для выявления аномалии необходимы специальные исследования и в большинстве случаев данный вид расстройства не имеет внешних признаков. Если химеризация связана с искусственными методами, то ее прогноз сложно определить. Так, при пересадке костного мозга, у пациента может меняться группа крови, резус фактор и какие-то особенности внешности (цвет глаз, волос), которые имел донор.

[59], [60]

Лечение химеризма у человека

Один из инструментов биотехнологии – это генная инженерия. Данная наука представляет собой комплекс метод, направленных на выделение генов из организма, осуществление с ними различных манипуляций, введение в разные организмы, получение рекомбинантных ДНК и РНК. Лечение химеризма, его изучение и создание, возможно с помощью таких генетических технологий.

С помощью генной инженерии врачи управляют процессом химеризации. Такое возможно при трансплантации костного мозга, других органов или при переливании крови. Это своеобразное создание радиационного химеризма в клинических условиях.

Что касается лечения химер с внешними проявлениями, как, к примеру, в случае Техасского ребенка, при мозаичной окраске кожи, разном цвете глаз или при дополнительных конечностях от поглощенных в утробе близнецов, то терапия направлена на исправление внешних дефектов. Лечение проводится на первых годах жизни пациента. Это позволяет добиться хороших результатов и свести к минимуму нарушения процесса социализации. При этом генетические изменения, то есть удаление одной из нитей ДНК не используется.

Источник

Химеры. Франкенштейны среди нас

В лабораториях матери-природы происходят престранные эксперименты: близнецы поглощают один другого прямо в утробе, мать не является матерью собственным детям, а родные братья и сестры сливаются в единый организм, чтобы выжить. Генетики догоняют природу уже сто лет, но превзойти и по сей день не смогли. Итак, перед нами химеризм.

Жительницу США Лидию Фэйрчайлд ожидал неприятный сюрприз, когда после развода она обратилась за социальным пособием. Ее мужу пришлось подтверждать отцовство анализом ДНК — и последний показал, что как раз Лидия не является матерью двоих общих детей (а заодно и третьего, которым она в это время была беременна). Сначала возникло предположение, что причина — пересадка тканей или переливание крови, однако ни женщина, ни дети не подвергались операциям. Штат подал иск о мошенничестве. Положение спас адвокат миссис Фэйрчайлд — он предоставил суду статью из «Медицинского журнала Новой Англии».

52-летней бостонской учительнице Карен Киган требовалась трансплантация почки. Трое ее сыновей согласились быть донорами, однако при генетическом анализе оказалось, что двое из них не родственники собственной матери! Исследования установили массу интересных фактов: в частности, выяснилось, что у Карен была сестра-близнец, которая на ранней фазе эмбрионального развития слилась с выжившим зародышем. Бостонская учительница оказалась химерой — существом, в чьем организме присутствуют, не мешая друг другу, ткани с разными наборами генов.

В прецеденте с миссис Фэйрчайлд все оказалось еще сложнее — ДНК детей Лидии доказывало лишь родство с их бабушкой, матерью миссис Фэйрчайлд. Разобраться удалось лишь благодаря анализу волос, причем волосы на голове и лобке женщины содержали разный генетический материал. Миссис Фэйрчайлд вышла сухой из воды, а ее истории в 2006 году посвятили передачу «Мой близнец во мне».

Официально зафиксировано около сорока случаев химеризма, фактически же их гораздо больше. С высокой вероятностью химерой был знаменитый маньяк Чикатило, у которого не совпадали данные по группе крови и по сперме. Иногда химеризм случайно всплывает при попытках экстракорпорального оплодотворения или искусственной инсеминации: ученые из Германии описали пациентку, у которой в организме 99% клеток содержало женский хромосомный набор XX и 1% — мужской, XY. Как оказалось, ее брат-близнец умер при рождении, но его клетки жили в организме сестры. И это лишь случаи, донесенные до широкой медицинской общественности.

Лапы, крылья и хвост

Термин «химера» взят из греческой мифологии — это «составное» чудовище с телом козы, головой льва, змеиным хвостом и т. д. Порождено оно уродливыми монстрами — полуженщиной-полузмеей Ехидной и великаном Тифоном, убито же, по одной из версий, героем Беллерофонтом. В биологии химера, как уже говорилось, — существо с разнородным генетическим материалом, сосуществующим в одном организме. Первым термин ввел в 1907 году немецкий ботаник Ганс Винклер, назвав химерами растения, полученные в результате прививки паслена на черенок томата. Объяснил природу явления другой ботаник — Эрвин Баур. А первое «сложносочиненное» животное было сконструировано в 1984 году — искусственная «мозаика» овцы и козы, детеныш четырех родителей, часть клеток которого содержала овечий геном, а часть — козий.

Химеризм у растений — результат природных мутаций или прививок, когда ветка растения одного вида подсаживается к стволу другого. Эксперименты Лютера Бёрбанка со знаменитым Russet Burbank, сортом картофеля, который сейчас составляет до 50% урожая картофеля в Соединенных Штатах Америки, бескосточковыми сливами и айвой с запахом ананаса в большинстве своем были созданием франкенштейнов в мире растений. Тем же занимался знаменитый Мичурин, который со всей обстоятельностью изучал, как влияет подвой (молодое растение, на которое подсаживают чужой черенок) на урожайность, жизнеспособность и другие свойства привоя. Реакция «трансплантат против хозяина», из-за которой столь опасны пересадки органов у людей и животных, растениям, в общем, несвойственна. Единственная сложность — зеленые химеры, как правило, не передают свои качества по наследству, размножать их приходится вегетативным путем.

Химеризм у млекопитающих может быть следствием нескольких процессов, как естественных, так и искусственных.

Первый — так называемый тетрагаметический химеризм, когда воедино сливаются две яйцеклетки, каждая из которых оплодотворена своим сперматозоидом, или два эмбриона на ранних стадиях развития, вследствие чего разные органы или клетки такого организма содержат разный хромосомный набор. Истории с «поглощенным близнецом» — типичный пример такого химеризма.

Второй — микрохимеризм. Клетки младенца могут проникать в кровеносную систему матери и приживаться в ее тканях (фетальный микрохимеризм). Например, иммунные клетки плода могут (во всяком случае на несколько лет) вылечить мать от ревматоидного артрита, помочь восстановить сердечную мышцу после развившейся во время беременности сердечной недостаточности или повысить сопротивляемость материнского организма онкологическим заболеваниям. И наоборот, клетки матери проникают через плацентарный барьер к плоду (материнский микрохимеризм). Не без его помощи формируется система врожденного иммунитета: иммунная система плода «натаскивается» на сопротивление болезням, иммунитет к которым выработался у матери. Оборотная сторона этой медали — то, что ребенок еще в утробе матери может стать жертвой ее собственных заболеваний. В частности, такое аутоиммунное заболевание, как волчанка новорожденных, часто встречается у детей, матери которых болеют системной красной волчанкой.

Третий вариант природного химеризма — «близнецовый», когда из-за сращения кровеносных сосудов гетерозиготные близнецы передают друг другу свои клетки (не с одинаковыми, как у гомозиготных, а с так же, как у родных братьев и сестер, различающимися наборами генов). Так стала химерой упомянутая выше пациентка из Германии.

Лабораторные химеры

История химерных зародышей началась с бычков доктора Рэя Оуэна и цыплят доктора Питера Брайана Медавара, благодаря которым удалось разработать механизм химеризации.

Телята и цыплята

Оуэн первым обратил внимание, что у телят-близнецов в организме прекрасно сосуществуют клетки с разнородным генетическим материалом, и причина тому — сращение кровеносных сосудов. А доктор Медавар сперва сращивал выпиленными в скорлупе «окошками» куриные яйца, затем ставил эксперименты по введению культур клеток уток в куриные зародыши, затем начал соединять кровеносные системы зародышей цыплят и, наконец, сформулировал термин «иммунологическая толерантность» — готовность организма принять чужие клетки. Он первым подсадил зародышам мышат одной чистой линии клетки зародышей другой, а затем пересаживал выжившим химерам лоскуты кожи, чтобы продемонстрировать: пересаженные биоматериалы сохраняют свойства родного организма и при этом не отторгаются. Ученые Чикаго и Ливерпуля сконструировали в лабораториях химеры лесных и домашних мышей, введя дополнительный генетический материал в зародыши на стадии бластоцисты. Мышата оказались вполне жизнеспособными: более активными, чем домашние мыши, но менее активными, чем лесные. В России успешно выращивали куриных химер — белых леггорнов с рыжими хвостами родайлендов.

Игрушечные человечки

Еще один вариант создания химер — введение человеческой ДНК в яйцеклетку животного. Генетический материал цибридов — клеточных гибридов — практически полностью является человеческим, от животного они получают только митохондриальную ДНК. Правда, попытки довести гибридные эмбрионы до рождения химер на современном уровне науки обречены на провал; к тому же клонирование человека и тем более создание человеко-животных химер законодательно запрещены во всех развитых странах. Да и нет никакого смысла в таких сложных экспериментах. Несколько десятков цибридных эмбрионов, созданных с чисто исследовательскими целями, были уничтожены через несколько дней после начала деления яйцеклетки.

Следующий вариант химеризма — посттрансплантационный, когда после переливания крови или пересадки органа в организме человека собственные клетки сосуществуют с клетками донора. Очень редко, но случается, что клетки донора полностью «встраиваются» в организм реципиента — так, несколько лет назад у одной австралийской девочки после пересадки печени навсегда изменилась группа крови.

Последний вариант — трансплантация костного мозга, при которой врачи прилагают все усилия, чтобы сделать из пациента химеру и заставить пересаженные клетки работать вместо хозяйских. Собственный костный мозг больного убивают облучением и специальными препаратами, вводят на его место донорские кроветворные клетки и ждут. Если анализы выявляют донорский химеризм — все счастливы, процесс идет, а если удастся справиться с отторжением трансплантата, есть шансы на выздоровление. А вот возвращение «родных» клеток означает скорый рецидив болезни.

Доктора и гомункулы

Ученым понадобилось около двадцати лет (с момента первой успешной операции доктора Томаса), чтобы научиться подбирать доноров и реципиентов, совместимых по лейкоцитарным антигенам человека — белкам, несовпадение которых запускает каскад молекулярных реакций, приводящих к отторжению трансплантата, и бороться с отторжением с помощью препаратов, подавляющих иммунитет. К 1990 году было проведено около 4000 пересадок костного мозга — меньше, чем в наши дни проводится за год. Сейчас пятилетняя выживаемость (фактически — выздоровление) при остром лейкозе составляет 65%. Соответственно, появилась возможность наблюдать за неожиданными эффектами химеризма.

Химеризм во благо

Медицина поставила возможности химеризма себе на службу еще до того, как это явление было изучено во всей полноте. В 1940 году была проведена первая попытка трансплантации больному пластической анемией костного мозга его брата. В 1958 году пересадкой костного мозга в Париже лечили шестерых югославских физиков, пострадавших при аварии на АЭС, пятеро из них выжили. В 1957 году в США доктору Эдуарду Томасу удалось (после тотального облучения тела) добиться приживления трансплантата у двоих детей, больных лейкозом. Дети вскоре погибли, а через 10 лет из 417 проведенных Томасом трансплантаций успешными оказались только три. В 1968 году была осуществлена полностью успешная трансплантация: ребенку с тяжелым иммунодефицитом ввели костный мозг его брата. Больной выздоровел, став химерой — вместо собственных клеток кровь в организме вырабатывали «братские». А Эдуард Томас в 1990 году получил Нобелевскую премию по медицине.

К тому, что после пересадки могут измениться группа крови, резус-фактор и структура волос, уже давно готовы и врачи, и родственники больных — но это отнюдь не все.

То, что пересадка костного мозга может излечить даже СПИД, — случайное открытие, везение немецких медиков. Известно, что около 1% европейцев устойчивы к ВИЧ. Некий 42-летний американец, страдающий и лимфомой, и СПИДом, прошел трансплантацию костного мозга, чтобы избавиться от одной из своих болезней. И неожиданно для всех (включая врачей) исцелился от обеих — его донор оказался носителем мутации, обеспечивающей устойчивость к вирусу, и передал ее реципиенту вместе с костным мозгом.

Ноу-хау XXI века — разработки по внутриутробной клеточной терапии. Стволовые клетки крови вводятся плоду, страдающему иммунодефицитом, талассемией, гранулоцитозом — и теоретически ребенок должен родиться здоровым. Практически удалось добиться эффекта лишь у плодов с иммунодефицитом, во всех остальных случаях даже при минимальном химеризме болезнь не отступала. На животных активно проводятся опыты по комплексной терапии: сперва «выключают» иммунитет плода, а затем проводят пересадку. Но до экспериментов на людях пока далеко.

Источник