Nu este atât de ușor să transplantezi un organ animal într-un om. Organul transplantat trebuie să se potrivească cu vârsta, fizicul și greutatea primitorului, este necesară compatibilitatea genetică. Chiar și un donator uman este selectat foarte atent, ce să spun despre o creatură din altă specie.

Cu toate acestea, nevoile practicii medicale dictează propriile lor condiții. Ar fi logic să presupunem că donatorul de organe ar fi creatura cea mai apropiată de oameni - un cimpanzeu, dar transplantologii și-au îndreptat privirea spre... un porc. Oameni departe de știință s-au grăbit chiar să pună la îndoială teoria lui Darwin în ansamblu în legătură cu aceasta.

Xenotransplant: mituri și realitate

Speculațiile despre transplantul în masă de organe de porc la oameni sunt foarte exagerate. Până în prezent, medicina nu a depășit transplantul de țesuturi funcționale mecanic - valve cardiace, cartilaj și tendoane. Țesuturile înainte de transplant sunt tratate cu substanțe chimice speciale și cu ultrasunete pentru a distruge antigenele și pentru a evita respingerea acestor țesuturi de către organismul primitorului. Chiar și astfel de transplanturi sunt foarte ușor de deteriorat în timpul procesării, făcându-le neviabile, ce putem spune despre formațiuni mai complexe - inima, rinichii sau ficatul. Prin urmare, încă nu vorbim despre transplantul de organe întregi ale unui porc la o persoană.

Anumite speranțe sunt puse pe crearea de porci modificați genetic. Dacă celulele de porc sunt forțate să sintetizeze glicoproteine ​​umane pe suprafața lor prin modificarea genomului, sistemul imunitar uman nu va percepe astfel de organe ca pe ceva străin. Dar această metodă este încă în stadiul cercetării de laborator, este încă departe de aplicarea în masă în practica medicală.

Avantajele unui porc ca donator

Alegerea unui porc ca posibil donator de organe nu se explică deloc prin apropierea genetică a acestui animal de oameni. Cel mai apropiat animal genetic rămâne încă un cimpanzeu. Dar numărul acestor maimuțe din lume este măsurat în zeci de mii, ceea ce în mod clar nu este suficient pentru utilizarea în masă. Porcii sunt sacrificați cu milioane în fiecare an.

În ceea ce privește compatibilitatea tisulară, există animale mai apropiate de oameni - șoareci, dar nu se potrivesc ca mărime, iar porcii în acest sens sunt destul de comparabili cu oamenii.

Oamenii cresc porci de mult timp, aceste animale sunt bine studiate. Este puțin probabil să „prezente” o boală teribilă necunoscută care poate fi contractată în timpul transplantului. Porcii se reproduc bine și cresc repede, iar creșterea și întreținerea lor este relativ ieftină.

Toate acestea îi fac să prefere porcii maimuțelor, a căror utilizare ar transforma transplanturile de organe – deja departe de a fi ieftine – într-un serviciu disponibil doar miliardarilor.

Realizările genomicii moderne duc uneori la concluzii paradoxale: fiecare animal, inclusiv viermii plati și melcii albaștri, poate pretinde că este înrudit cu Homo sapiens. Cel puțin câteva zeci de gene identice pot fi găsite în acestea, și în altele, și în a treia. Dar una dintre cele mai apropiate rude ale noastre, oricât de jignitor ar suna pentru cineva, este cu siguranță un porc.
Judecați singuri: la oameni și la scroafă, conținutul de hemoglobină și proteine ​​din sânge, dimensiunea eritrocitelor și grupele de sânge sunt aproape aceleași; un porc, ca o persoană, este omnivor, digestia lor (adică a noastră) procedează în mod similar. Pielea este aproape ca a noastră: un porc poate chiar să facă plajă. Aceleași caracteristici în structura dinților, ochilor, ficatului, rinichilor. O inimă de porc cântărește 320 g, una umană 300 g, greutatea plămânilor este de 800 g și, respectiv, 790 g, rinichii sunt de 260 și 280 g, ficatul este de 1600 și 1800 g. Mai mult, bolile purceilor nou-născuți sunt aproximativ la fel ca la sugari. Potrivit Institutului de Biologie Moleculară al Academiei Ruse de Științe, structura moleculei de hormon de creștere porcin și uman coincide cu 70%.
„Oamenii de știință de la Institutul Weisman din Israel au reușit să extragă un număr mic de celule special selectate dintr-un embrion uman de șapte până la opt săptămâni și să le transplanteze în embrionul unui porc de 4 săptămâni”, spune Alexander Dubrov, doctor. de Științe Biologice, profesor, cercetător principal al Academiei Ruse de Științe. – Celulele au început să se dezvolte și au format un organ pe deplin funcțional – rinichii. Asemănarea strânsă dintre celulele umane și cele de porc permite oamenilor de știință să crească organe din țesuturi de porc care ar fi potrivite pentru oameni. În același timp, o problemă atât de importantă precum respingerea unui organ transplantat este eliminată.”
Și oamenii de știință au descoperit că, în multe privințe, porcii sunt mult mai „rudenți” cu oamenii decât primatele aparent mai asemănătoare. Organele lor sunt asemănătoare cu cele umane nu numai în dimensiune și fiziologie, ci și în compoziția antigenică - adică sunt mai puțin susceptibile de respingere din corpul uman decât altele.
Aceste fapte au determinat cercetătorii să experimenteze xenotransplantul - transplantul de organe de porc la oameni grav bolnavi. Faptul este că există o penurie catastrofală de organe umane pentru transplant: în toate, chiar și în cele mai dezvoltate țări, există sute de mii de oameni pe „lista de așteptare”, mulți dintre care nu trăiesc niciodată pentru a vedea o salvare a vieții. Operațiune.

Și organele lor din corpul uman nu au fost respinse?

Au fost respinse, dar în același mod în care se întâmplă cu transplantul de la un donator uman. Nu există date exacte, dar, judecând după publicații, au fost deja făcute câteva astfel de transplanturi, unele dintre ele reușite.

Este posibil să luați gene de la o persoană, să le transplantați într-un porc și să creșteți un donator individual?

Practic, poți. Dar există o particularitate aici. Dacă proteinele de histocompatibilitate specifice speciei pot fi înlocuite, atunci cele specifice individual (prin care fiecare persoană diferă nu numai de o altă specie - un porc, ci și de o altă persoană) sunt incredibil de dificile. Sunt atât de multe în organism încât pentru știința modernă această sarcină este încă insuportabilă. Nu mai vorbesc de timp, pentru că un pacient care are nevoie de un transplant nu poate aștepta mult. Prin urmare, acum pregătesc procurarea originală de organe - ca pentru o bancă obișnuită de organe donatoare.

Și dacă în corpul unui porc este pur și simplu să crească organe umane?

Principala obiecție sunt infecțiile prezente în corpul porcului. Pericolul este prea real ca un transfer masiv de material care conține viruși ai unui anumit organism în sistemul uman să ducă la adaptarea acestora și la apariția unor agenți patogeni complet noi care pot distruge milioane de oameni. Nu cu mult timp în urmă, australienii au efectuat un experiment destul de tulburător. Virusul variolei la șoarece a fost injectat cu același hormon de creștere a șoarecelui, intenționând să obțină un mijloc de reducere a populației acestor rozătoare. Dar rezultatul a fost un agent patogen care a distrus toți șoarecii fără excepție, inclusiv pe cei imunizați. Adică nu exista protecție față de el și era o teamă: dacă părăsește laboratorul, evoluează în corpul animalelor, intră într-o persoană, atunci va apărea un virus care provoacă mortalitate instantanee 100%! Probabilitatea ca astfel de transferuri să poată duce la consecințe foarte grave este confirmată astăzi și experimental. Dacă un organ uman este crescut în corpul unui porc, atunci va fi și mai rău, deoarece într-un corp străin, împreună cu sângele, va primi un întreg set de viruși care se adaptează parțial unei persoane și îi pot rezista eficient. sistem imunitar. Acesta este principalul argument împotriva transplantului de organe de porc.

În plus, în timpul transferului de material genetic, au apărut o serie de probleme psihologice non-standard, care nu au nicio soluție. De exemplu, câte gene umane trebuie transferate unui porc pentru ca acesta să poată fi clasificat ca uman în funcție de specie? De obicei ei spun: „oricum nu va fi rezonabil”. Dar inteligența nu este un atribut de specie al unei persoane. Există oameni grav bolnavi care cu greu pot fi numiți rezonabili - cu toate acestea, sunt oameni. Până de curând, această problemă era absolut abstractă, deoarece nucleele „contopite” ale omului și animalului erau instabile și se dezintegrau foarte repede.

Dar acum câțiva ani, a fost efectuat un experiment neobișnuit, pe care nimeni altcineva nu a încercat să-l repete. Au luat o scroafă, în al cărei pântec s-au dezvoltat purceii, și au introdus sânge uman alb în embrioni (roșul nu conține nuclee, ceea ce înseamnă informații ereditare). S-au născut porcii. Luându-și sângele, oamenii de știință au descoperit celule care conțineau secțiuni mari de cromozomi umani și porci. Deoarece au existat foarte puține astfel de celule, acest lucru nu a afectat aspectul purceilor. A fost neașteptat pentru oamenii de știință că aceste celule nu numai că au apărut, ci și s-au dovedit a fi stabile: au rămas în organism mult timp după naștere (toate încercările anterioare s-au încheiat cu celula rezultată pur și simplu dezintegrată). Astfel, pentru prima dată, a fost obținut un genom combinat stabil om-porc! Potrivit estimărilor aproximative, acesta conținea până la o treime din material uman!

Cred că autorii lucrării, după sacrificarea purceilor, au găsit astfel de celule nu numai în sângele lor, ci și în alte țesuturi (deși nu există astfel de date în articolul publicat). Dacă luați o astfel de celulă, clonați și creșteți un animal, atunci, în funcție de genomul său, două treimi din acesta va fi un porc, iar o treime va fi un om. Desigur, nimeni nu ar îndrăzni să facă așa ceva chiar și la nivelul primelor divizii - chiar și doar pentru a se asigura că procesul va decurge în principiu. Dar ceea ce se face de fapt, judecând doar după lucrările publicate, este imposibil de spus.

... Oamenii de știință experimentează cu adevărat activ cu țesuturi și celule de porc. Așa că a apărut un purcel cu un purcel luminos, iar puțin mai târziu - un porc complet luminos. Sa dovedit a nu fi atât de dificil să se realizeze un miracol: a fost suficient să se introducă gena meduzei care codifică producerea proteinei corespunzătoare în genomul porcului. Este clar că nu există niciun beneficiu deosebit de la astfel de creaturi vii, cu excepția faptului că provoacă emoții pozitive. Doar că, la un moment dat, oamenii de știință s-au confruntat cu o problemă serioasă: atunci când studiază o genă, este adesea foarte dificil să-i urmărești activitatea, deoarece este aproape imposibil să o observi. Așadar, era nevoie de markeri speciali care „evidențiază” gena fără a afecta celula.

Oamenii de știință israelieni susțin că embrionii de porc pot deveni o sursă valoroasă de țesut donator - dar numai dacă se află într-un anumit stadiu de dezvoltare. Există studii care arată că celulele nervoase prelevate de la un embrion de porc pot pune pe picioare un paralizat (desigur, nu cu toate bolile). Cu toate acestea, un „porc” adult poate servi medicamentul. Astfel, sunt cunoscute cazuri de realizare a lentilelor de contact din colagen de porc, folosind celule de cartilaj purificate din urechi de porc pentru a crește sânii artificiali – în locul celor îndepărtați în timpul intervenției chirurgicale pentru cancerul de sân.

Oamenii de știință de la Universitatea din Pittsburgh au creat un porc care produce substanțe care sunt bune pentru inimă - așa-numiții acizi grași omega-3. Oamenii de știință canadieni și americani propun să transplanteze celule producătoare de insulină de la purceii de lapte, spun ei, acest lucru va ajuta la rezolvarea problemei diabetului de tip 1. Și oameni de știință ucraineni de la Academia Medicală Ternopil. I. Gorbaciovski și-a propus propria metodă de utilizare a xenogrefelor de piele de porc - pentru tratamentul arsurilor. Pielea de porc uscată și special conservată se aplică pe rană timp de două sau trei zile. În acest timp, corpul are timp să se adapteze la vătămare, iar după aceea este deja posibilă închiderea plăgii cu lambouri subțiri ale pielii pacientului luate din alte părți ale corpului.

Strămoșul porcilor domestici este un mistreț, aparținând genului de nerumegătoare artiodactile. În prezent, aceste animale de fermă sunt crescute în multe țări ale lumii. Dar sunt cele mai populare în Europa, Rusia și statele din Asia de Est.

Aspectul unui porc

De strămoșii lor, mistreți, porcii domestici nu diferă prea mult. Singurul lucru este că purceii nu sunt de obicei acoperiți cu lână atât de groasă. Anatomia unui porc și a unui mistreț este aproape identică.

Caracteristicile distinctive ale purceilor domestici sunt:

• corp compact;
• picioare cu copite;
• linia părului cu peri.

Un bot alungit care se termină într-un călcâi care servește la căutarea hranei pentru a afâna solul este, desigur, și una dintre principalele trăsături caracteristice ale unui porc. În fotografia de mai jos puteți vedea cât de convenabil este pentru purceii să folosească acest organ al lor chiar și atunci când sunt ținuți acasă. Este un disc mobil cartilaginos.

Forma capului de porc poate determina, printre altele, aspectul acestuia. La reprezentanții raselor de carne, este oarecum alungită. La purceii grasi, aceasta parte a corpului are o forma mai rotunjita.

Anatomia porcului: sistemul musculo-scheletic

Purceii aparțin clasei mamiferelor. Scheletul acestor animale este reprezentat de aproximativ 200 de oase. În acest caz, se disting următoarele soiuri:

• tubular lung;
• mic de statura;
• lung curbat;
• lamelar.

Scheletul de porc în sine este format din mai multe secțiuni:

• cranii;
• corp și coadă;
• membrelor.

Sistemul muscular al porcului este reprezentat de musculatura neteda si muschii scheletici. Oasele din corpul acestor animale conectează fibrele de colagen care formează articulațiile. În total, porcii au câțiva mușchi nepereche și aproximativ 200-250 de mușchi perechi.

Sistemul digestiv și excretor

Purceii sunt animale aproape omnivore. Și sistemul digestiv al porcilor este dezvoltat, desigur, foarte bine. Departamentele sale principale sunt:

• cavitatea bucală;
• faringe și esofag;
• stomac cu o singură cameră;
• intestinul gros și subțire;
• rect;
• anus.

Pentru filtrarea sângelui și neutralizarea substanțelor nocive la porci, ca la orice alte mamifere, ficatul este responsabil. Stomacul la aceste animale este situat în hipocondrul stâng, iar pancreasul - în dreapta.

sistemul genito-urinar

Unul dintre avantajele absolute ale porcilor ca animale de fermă este fertilitatea lor ridicată. Sistemul reproducător al mistreților este reprezentat de următoarele organe:

• scrot și testicul;
• duct și cordon spermatic;
• canal urogenital;
• penis;
• un pliu special al pielii care acoperă penisul - prepuțul.

Sistemul reproducător al femelei de porc este reprezentat de următoarele organe:

• ovare;
• trompe uterine;
• uter și vagin;
• organe externe.

Ciclul sexual la un porc poate dura de la 18 la 21 de zile. Aceste animale poartă pui timp de 110-118 zile. O scroafă poate avea până la 20 de pui. Aceasta este chiar mai mult decât cea a iepurilor faimoși pentru fertilitatea lor.

Sistemul genito-urinar al porcului este reprezentat și de:

• rinichi perechi;
• uretere;
• vezica urinara;
• uretra.

La bărbați, uretra, printre altele, conduce produse sexuale. La porci, se deschide în vestibulul vaginului.

Sistem nervos

Porcii sunt animale foarte dezvoltate. Se crede că ei sunt similari ca inteligență cu câinii. Aceste animale, de exemplu, pot fi învățate cu ușurință să execute diferite tipuri de comenzi. Asemenea câinilor, porcii se pot întoarce de departe în locurile în care au trăit cândva.

Sistemul nervos al acestor animale este reprezentat de:

• creierul și măduva spinării cu ganglioni;
• nervi.

Creierul acestor animale are două emisfere cu circumvoluții și este acoperit cu o scoarță. Masa sa la porci variază între 95-145 g. Lungimea măduvei spinării la aceste animale poate fi de 119-139 cm.

Sistemul cardiovascular

Ca și alte mamifere, organul central al circulației sângelui la porci este inima. Are o formă conică și este împărțit în jumătăți drepte și stângi printr-un despărțitor longitudinal. Contractându-se ritmic, inima porcului conduce sânge în tot corpul său. Fiecare jumătate a inimii animalului, la rândul său, este împărțită de valve transversale într-un ventricul și un atriu.

Sângele porcilor este format din plasmă și eritrocite, trombocite și leucocite care plutesc în el. Din inimă prin corpul animalului curge prin artere, dar se întoarce la ea - prin vene. De asemenea, sistemul circulator al porcului este reprezentat de capilare, prin pereții cărora oxigenul pătrunde în țesuturi.

Toate tipurile de particule străine și microorganisme sunt neutralizate în corpul acestor animale în ganglionii limfatici.

Caracteristici ale structurii pielii porcilor

Grosimea pielii purceilor poate varia între 1,5-3 mm. La porcii de rasă pură, această cifră poate fi chiar egală cu doar 0,6-1 mm. În același timp, stratul subcutanat la purcei conține o cantitate foarte mare de grăsime și poate atinge o grosime uriașă.

Masculii maturi au un scut pe părțile laterale ale brâului scapular și ale pieptului, constând din mănunchiuri compactate cu tampoane grase. Această formațiune protejează mistreții în timpul luptelor din perioada vânătorii sexuale.

Perii rigizi de pe pielea porcilor alternează cu fire moi. Densitatea liniei părului la purceii de diferite rase poate varia. În cele mai multe cazuri, purceii goi sunt, desigur, crescuți în ferme. Dar există și rase ai căror reprezentanți sunt acoperiți cu păr gros, cam la fel ca mistreții.

Analizoare, organe ale auzului și vederii

Sistemul circulator al porcului este astfel foarte bine dezvoltat. Același lucru este valabil și pentru alte organe ale purceilor. De exemplu, simțul mirosului la porci este pur și simplu excelent.

Organul responsabil de percepția mirosurilor la aceste animale este situat în pasajul nazal și este format din:

• epiteliul olfactiv;
• celule receptori;
• terminații nervoase.

Simțul tactil la porci este realizat de receptorii sistemului musculo-scheletic, mucoaselor și pielii. Organele gustului la aceste animale sunt papilele situate în mucoasa bucală. Globii oculari la porci sunt conectați la creier prin nervul optic.

Urechile acestor animale constau din următoarele secțiuni:

• partea cohleară;
• căi;
• centrii creierului.

Asemănări și diferențe între porci și oameni

Oamenii, după cum știe toată lumea, aparțin clasei primatelor și sunt descendenți din maimuțe. Pur în exterior, o persoană, desigur, mai ales seamănă cu acest animal special. Același lucru este valabil și pentru structura organelor interne. Cu toate acestea, în ceea ce privește fiziologia și anatomia, o persoană este destul de aproape de un porc.

De exemplu, ca și oamenii, purceii sunt omnivori. Se crede că odată au fost îmblânziți tocmai din această cauză. Mistreții au mâncat de bunăvoie rămășițele hranei umane. Singura diferență dintre oameni și porci în acest sens este că cei din urmă au mai puțini receptori de gust amar în gură. Purcelul percepe dulce și amar într-un mod ușor diferit față de o persoană.

După cum știți, structura inimii porcului nu este mult diferită de inima umană. Medicii încearcă chiar să folosească purceii în acest sens ca donatori atât pentru oameni, cât și pentru maimuțe. Inima purceilor cântărește 320 g, la om - 300 g.

Foarte asemănătoare cu pielea umană și de porc. Aceste animale, ca și oamenii, pot chiar să facă plajă. Similar ca structură și cu oamenii și porcii:

• ochi;
• ficat;
• rinichi;
• dintii.

Presa galbenă chiar afișează uneori informații despre care uneori scroafele din Statele Unite și China sunt folosite pentru a transporta embrioni umani.

Ce cred oamenii de știință

Oamenii cresc purcei de multă vreme. Și anatomia porcilor este studiată, desigur, foarte bine. Cu toate acestea, nu există un răspuns clar la întrebarea de ce purceii și primatele sunt atât de asemănători, din păcate. În acest sens, există doar câteva ipoteze netestate. De exemplu, unii oameni de știință cred că porcul însuși a descins odată dintr-o primată.

Există chiar și confirmarea acestei incredibile ipoteze. Pe insula Madagascar, cercetătorii au găsit fosile de lemuri cu bot lung și bot. Asemenea porcilor, aceste animale au sfâșiat odată pământul cu nasul în căutarea hranei. În același timp, în loc de copite, aveau o mână cu cinci degete, ca a unei persoane. Da, și în embrionii porcilor moderni, destul de ciudat, există depunerea unei mâini și a botului cu cinci degete, ca o primată.

Legendele antice sunt, de asemenea, un fel de confirmare că purceii au fost odată primate. De exemplu, într-una dintre legendele locuitorilor insulei Bot, se spune că în antichitate eroul Kat a făcut oameni și porci după același model. Mai târziu, însă, purceii au vrut să aibă propriile diferențe și au început să meargă pe patru picioare.

Boli ale oamenilor și porcilor

Oamenii de știință au observat că asemănarea dintre oameni și porci nu se limitează la structura anatomică a organelor. Aproape la fel la primate și purcei și boli. De exemplu, la porci, ca și la om, boala Alzheimer poate fi diagnosticată la bătrânețe. Purceii sunt, de asemenea, foarte des obezi. Poate fi observat la aceste animale și boala Parkinson. Porcul din fotografia de mai jos suferă de o astfel de boală.

animale transgenice

Inima și alte organe la purcei și la oameni sunt similare. Cu toate acestea, ele nu sunt identice. Experimentele privind transplantul de organe de porc la om s-au încheiat, din păcate, cu eșecuri din cauza respingerii țesuturilor. Pentru a rezolva această problemă, oamenii de știință au început să crească porci transgenici speciali. Pentru a obține astfel de purcei, două gene umane sunt introduse în embrion și o genă de porc este oprită.

Mulți oameni de știință cred că experimentele de reproducere a porcilor transgenici în viitor pot ajuta de fapt la rezolvarea problemei respingerii țesuturilor în timpul transplanturilor de organe. Apropo, există deja dovezi pentru acest lucru. De exemplu, în 2011, chirurgii ruși au transplantat cu succes o valvă cardiacă de la un porc transgenic într-un pacient.

asemănarea la nivel genetic

Anatomia și fiziologia porcilor este de așa natură încât, potrivit unor oameni de știință, aceștia sunt un model biologic precis al unei persoane. Conform structurii ADN-ului, maimuțele sunt, desigur, cele mai apropiate de oameni. De exemplu, diferențele dintre genele umane și ale cimpanzeului sunt de doar 1-2%.

Dar porcii din punct de vedere al structurii ADN-ului sunt destul de aproape de oameni. Asemănarea dintre ADN-ul uman și cel de porc nu este, desigur, atât de mare. Cu toate acestea, oamenii de știință au descoperit că la oameni și la purcei, unele tipuri de proteine ​​sunt foarte asemănătoare ca compoziție. De aceea, purceii au fost odată folosiți în mod activ pentru a obține insulină.

Recent, în lumea științifică, un astfel de subiect precum creșterea organelor umane în interiorul purceilor a provocat multe controverse. Pur teoretic, efectuarea unor astfel de proceduri nu este nimic imposibil. La urma urmei, genomul uman și cel porc sunt într-adevăr oarecum similare.

Pentru a obține organe, celulele stem umane pot fi pur și simplu plasate într-un ou de scroafe. Ca urmare, se va dezvolta un hibrid, din care în viitor nu va crește un organism cu drepturi depline, ci doar un organ. Poate fi, de exemplu, inima sau splina.

Desigur, organele crescute în interiorul porcilor ar putea salva viețile multor oameni. Cu toate acestea, mulți oameni de știință se opun acestei metode. În primul rând, efectuarea unor astfel de experimente, desigur, este inumană în raport cu porcii înșiși. În al doilea rând, se crede că cultivarea organelor umane la porci ar putea duce la apariția de noi agenți patogeni modificați genetic care ar putea ucide milioane de oameni.

genomul omului porc

Sângele porcilor este biologic în proporție de 70% identic cu sângele uman. Acest lucru a făcut posibil un experiment foarte interesant. Oamenii de știință au luat o scroafă gestantă și au injectat embrionii cu sânge uman alb care conținea informații ereditare. Sarcina animalului s-a încheiat cu o naștere reușită.

În sângele purceilor nou născuți, cercetătorii au descoperit ulterior celule care conțineau secțiuni mari de cromozomi atât umani, cât și porci. Aceasta, desigur, a devenit o adevărată senzație în lumea științifică. Printre altele, astfel de celule din corpul purceilor au fost, de asemenea, rezistente. Adică au persistat mult timp după naștere. Mai simplu spus, pentru prima dată, oamenii de știință au obținut un genom stabil de om-porc. Desigur, existau puține astfel de celule în corpul porcilor de testare, iar animalele nu erau în niciun fel asemănătoare cu oamenii. Cu toate acestea, genomul rezultat conținea mai mult de o treime din materialul uman.

Alți cercetători

Oricum ar fi, anatomia porcilor este bine studiată, iar ideea de a folosi aceste animale ca donatori pare destul de atractivă. Majoritatea oamenilor de știință, în același timp, cred că nu este nimic imposibil în asta. Cercetătorii în acest sens au deja evoluții destul de serioase. De exemplu, oamenii de știință au reușit să afle că celulele nervoase prelevate din corpul porcilor sunt capabile să pună în picioare persoanele paralizate.

Lentilele de contact de foarte înaltă calitate sunt deja fabricate astăzi din colagen porcin. Celulele cartilajului din urechile purceilor sunt folosite pentru a crește sânii artificiali. Oamenii de știință au creat, de asemenea, un porc care produce acizi grași omega-3 care sunt utili pentru inima umană.

Nu cu siguranță în felul ăsta! Această afirmație era relevantă chiar și cu câteva decenii în urmă. Atunci s-a crezut că cea mai apropiată rudă a omului este antropoidul. Acest lucru a fost confirmat de așa-numita scară a ingeniozității în rândul animalelor. După această scară, maimuțele mari erau cele mai apropiate. Cu toate acestea, o serie de experimente și experimente efectuate în prezent, toate se îndepărtează de relația strânsă cu omul.

Conform teoriei evoluției, Homo sapiens este o maimuță subdezvoltată care are un cromozom mai puțin decât, de exemplu, un cimpanzeu, dar are o structură similară a craniului și a membrelor anterioare. În prezent, teoria despre originea omului din maimuțe a lui Charles Darwin nu este confirmată, ceea ce permite minților științifice ale lumii să caute din ce în ce mai multe „rude” noi ale omului.

Asemănarea umană cu un delfin

Cercetătorii care au studiat creierul au descoperit că encefalograma delfinilor cu nas de sticlă îi apropie de oameni. Cert este că creierul acestei specii de delfini este cât se poate de asemănător cu cel uman. Substanța cenușie la aceste animale este puțin mai mare decât la oameni și conține, de asemenea, mai multe circumvoluții. Conform cercetărilor profesorului elvețian A. Portman, trăsăturile mentale ale delfinului au ocupat un loc al doilea onorabil după bărbat (locul trei în rândul elefanților și locul patru în rândul maimuțelor).

Ce unește o persoană cu porcii?

Structura anatomică a porcilor ne permite să-i numim cele mai apropiate rude ale oamenilor. Cert este că embrionul acestui animal mamifer are un semn de carte cu un membru cu cinci degete și un bot care amintește foarte mult de o față umană. Purcelul pe botul unui porc și copitele pe picioare se dezvoltă imediat înainte de naștere. În plus, porcii deja născuți au fiziologia maximă cu oamenii. De aceea organele de porc (ficat, rinichi, inimă, splină) sunt folosite în chirurgia pentru transplantul uman.

Asemănări între oameni și șobolani

Aceste rozătoare copiază uimitor o persoană la nivel anatomic, dar nu la fel de mult ca porcii. Șobolanii au aceeași compoziție a sângelui și aceeași structură a țesuturilor ca și oamenii. În mod curios, aceste rozătoare sunt singurele animale din lume care (ca și oamenii) au gândire abstractă. Șobolanii pot face inferențe simple, ceea ce le permite să fie atât de tenace. În plus, dacă un șobolan este mărit la dimensiunea umană și apoi scheletul este îndreptat, se poate vedea că articulațiile oamenilor și șobolanilor au aceeași structură anatomică, iar oasele au un număr egal de fragmente.

Cu toate acestea, a avut loc într-adevăr ceva de genul unei revoluții în știința medicală. La sfârșitul lunii ianuarie, revista științifică Cell a publicat un articol al biologului molecular Juan Carlos Ispisua Belmonte, care conduce un laborator la California Salk Institute (SUA), și a 38 dintre coautorii săi. Articolul spune cum oamenii de știință au reușit să creeze embrioni viabili, constând dintr-un amestec de celule de porc și umane.

Cine sunt ei

Dacă acestor creaturi li s-ar permite să se nască (și biologii nu au făcut acest lucru, nu în ultimul rând din motive etice), ele nu ar putea fi atribuite în mod oficial vreunei specii biologice. Astfel de organisme sunt numite himere. În himere, pe care le știm din miniaturi medievale, aripile de vultur sunt atașate de corpul unui leu, iar o înțepătură de șarpe este atașată de copite de capră. Cine își amintește de un șoarece cu o auriculă umană pe spate - rezultatul unui experiment de mare profil de acum 20 de ani, va recunoaște cu ușurință că biologii se pot aștepta la ceva diferit de asta. Dar în acest sens, noile creaturi din laboratorul Belmonte abia au avut ocazia să surprindă pe cineva: după naștere, ar arăta ca cei mai simpli purcei. Doar că unele celule din corpul lor - aproximativ o miime dintr-o sută - ar conține ADN uman pur. Și în acest fel, purceii s-ar compara favorabil cu șoarecele cu urechi din 1997, care a fost mai mult un experiment de chirurgie plastică și nu avea o singură celulă umană.

Conform estimărilor recente, există 30-40 de trilioane de celule la om și aproximativ același număr la un porc. Este o miime dintr-o sută dintr-o astfel de cifră astronomică mult sau puțin? Este nevoie de o singură celulă pentru a concepe un copil. Prin urmare, teoretic, un porc himer ar putea deveni părintele unui copil uman.

Donator fără motocicletă

Medicii văd porcii nu ca potențiale rude, ci ca potențiali donatori pentru transplantul de organe la oameni. Numai în SUA, 27.000 de rinichi, plămâni, inimi și intestine sunt transplantați pe an. Și în toate cele 27 de mii de cazuri, chirurgii se ocupă de organele oamenilor vii sau morți. Dar cine la minte ar îndrăzni să ceară să fie transplantat în locul propriei lor inimi dăunătoare luate de la un porc, când procedura cu obișnuitul, uman, este depanată și funcționează perfect? Cei care nu vor ajunge la rândul unui transplant: 118 mii de oameni sunt înscriși în Statele Unite pe așa-zisa listă de așteptare. Potrivit statisticilor, aproximativ 22 dintre aceștia vor muri astăzi (și același număr mâine, și același număr și duminica viitoare) fără să aștepte transplantul.

Sunt prea puțini donatori umani - și nici măcar voluntarii nu sunt o raritate. (Spre deosebire de Statele Unite, în Rusia, conform legii, oricine nu a interzis în mod explicit prelevarea organelor lor este considerat un potențial donator. Legea nu cere acordul rudelor să fie cerut.) Doar trei persoane din o mie, New Scientist citează date britanice, mor în circumstanțe care fac ca organele lor să fie potrivite pentru transplant. Cifrele variază în mod evident de la o țară la alta - depind atât de rapiditatea cu care o ambulanță ajunge la locul unui accident sau împușcare, în urma căreia apar cei mai promițători donatori, cât și de câte centre de transplant sunt în apropiere, unde organele. va putea elimina corect. În cele din urmă, trebuie să găsiți și să vă pregătiți pentru operație un pacient de pe „lista de așteptare” în câteva ore - aici există reguli de compatibilitate mult mai stricte decât pentru transfuziile de sânge cu cele patru grupuri diferite.

Celulele care sunt cel mai puțin susceptibile de respingere sunt ale noastre. Ce se întâmplă dacă folosim animale ca incubatoare pentru rinichi și pancreas crescute din celule umane (și în mod ideal din celulele exact ale pacientului căruia îi va fi transplantat organul)? Aceeași problemă cu respingerea ne împiedică să rezolvăm problema direct: pentru sistemul imunitar gata preparat al unui porc adult, celulele umane nu sunt mai puțin străine decât sunt celulele de porc pentru noi.

Deci, trebuie să acționați diferit.

Tăiați și lipiți

Imaginează-ți că în fața ochilor tăi doi oameni au fost tăiați în jumătate în același timp - să zicem, de un laser de luptă dintr-un film științifico-fantastic prost. Apoi au conectat jumătate din unul cu jumătate din cealaltă, iar jumătățile lipite aveau să trăiască o viață de parcă nimic nu s-ar fi întâmplat. Opțiunea este și mai paradoxală: au luat doi subțiri, i-au apăsat unul împotriva celuilalt - și au luat un bărbat gras. Dacă ambele persoane nu au împlinit încă patru zile din momentul concepției, nimic nu este imposibil aici. În această etapă, viitorul organism este o minge de celule identice. „Îndepărtați stratul protector exterior din materia neînsuflețită și conectați fizic embrionii”, a explicat Virginia Papaioannu, profesor la Universitatea Columbia (SUA), într-un interviu, cum oamenii de știință din anii 1960 au produs șoareci himere cu un set complet de gene de două. indivizi în același timp. După ce au intrat în contact, doi embrioni formează pur și simplu o nouă minge mai mare - aproape ca bulele de săpun care s-au întâlnit în aer. Globul de celule nu are încă un sistem imunitar care ar putea preveni acest lucru - la fel ca toate celelalte sisteme: ele se vor dezvolta mult mai târziu.

O intervenție mai subtilă este adăugarea biomaterialului altcuiva la embrion atunci când celulele acestuia sunt deja împărțite în diferite soiuri. În stadiul de blastocist, embrionul - atât la șoareci, cât și la om - este o bilă goală, cu o mică parte de celule blocate în interior. Doar această porțiune interioară va deveni viitorul plămâni, ficatul, rinichii, creierul, pielea și alte părți ale organismului adult, iar întreaga porțiune exterioară se va transforma într-o placentă care nu va supraviețui nașterii. Biologii preferă să introducă celule străine în această etapă.

Acest lucru nu înseamnă că acest scenariu în forma sa cea mai pură deschide oportunități interesante pentru transplantologi. Nevoia de organe donatoare apare de obicei mai târziu - atunci când o persoană a depășit deja vârsta fătului. Cum se încrucișează cu un alt embrion? Luați acele celule ale unui organism adult care nu au dobândit o misiune clară (cum ar fi celulele creierului sau ficatului) și nu și-au pierdut capacitatea de a se transforma în nimic, ceea ce este caracteristic celulelor embrionare. Se numesc celule stem, dar sunt rare în organism. În 2012, Premiul Nobel pentru Medicină a fost acordat omului de știință japonez Shinya Yamanaka pentru că a inventat o modalitate de a transforma celulele obișnuite ale corpului în celule stem - de a uita trecutul și de a „cădea în copilărie”. Numele complet este indus (pentru că au fost forțați să se schimbe) celule stem pluripotente (adică „capabile de orice” - de orice transformare). Cercetătorii himerelor le folosesc și ei.

Este posibil să combinați embrioni de diferite specii în acest fel - de exemplu, șobolani și șoareci? Aceasta este ceea ce echipa lui Toshihiro Kobayashi de la Universitatea din Tokyo a făcut pentru prima dată cu celulele stem în 2010 – iar echipa americană, care și-a publicat rezultatele șapte ani mai târziu, a perfecționat metoda. Cum poți fi sigur că ai crescut o himeră? Luați ca bază embrionii sortiți morții cu ADN-ul deteriorat special. Folosind noul „bisturiu genetic” CRISPR-Cas9, o tehnică de editare a spoturilor ADN, oamenii de știință au eliminat genele responsabile de creșterea pancreasului sau a inimii. Cu un astfel de defect, nu există nicio șansă de supraviețuire (și chiar de a te naște viu). Dar apoi celule stem de șobolan au fost introduse în embrion. Și dacă încă s-a născut un șoarece himer, oamenii de știință ar putea fi siguri că o inimă de șobolan bătea în interiorul lui.

Dar cel mai surprinzător rezultat a vizat vezica biliară. Sobolanii nu o au, dar soarecii o au. Dar himerele, în care genele de șoarece responsabile pentru acest organ au fost dezactivate, s-au născut încă cu o vezică biliară funcțională - din celule de șobolan. Celulele de șoarece le-au spus cumva celulelor de șobolan contextul potrivit, iar acestea, cedând influenței, au format un organ imposibil la un șobolan.

Mai aproape de porci decât de șobolani

Nu a fost posibil să se încrucișeze un porc și un șobolan în acest fel - deoarece aceste organisme sunt prea diferite unele de altele. Diferitele durate ale sarcinii și diferitele dimensiuni ale organelor sugerează că celulele sunt programate să se dividă în rate diferite. În cele din urmă, poate micuța inimă de șobolan a himerei să pompeze sânge prin ficatul unui porc uriaș?

Dar cu oamenii nu există o astfel de dificultate: suntem mult mai aproape de porci - în primul rând în ceea ce privește dimensiunea organelor. Prin urmare, porcii (și mini-porcii ca opțiune separată) au fost întotdeauna candidatul numărul 1 pentru xenotransplant. În paralel cu creșterea celulelor umane într-un corp de porc, biologii iau în considerare alte posibilități - de exemplu, pur și simplu să ia și să ascunde de imunitatea umană acele proteine ​​de pe suprafața celulelor de porc care provoacă cea mai acută reacție. Astfel de cercetări se desfășoară de mult timp, așa că porcul ca candidat pentru transplant de organe nu este nou.

Un nou experiment a arătat că există o posibilitate și nu este deloc speculativă - și nici măcar un accident incredibil. 2075 de embrioni au fost transplantați la porci, iar 186 dintre ei au ajuns la o maturitate suficientă, potrivit oamenilor de știință. Celulele umane au fost etichetate cu o etichetă specială în ADN care le determină să producă o proteină fluorescentă - și 17 embrioni maturi și sănătoși au strălucit cu încredere în lumina ultravioletă, dovedind oamenilor de știință că erau cu siguranță himere.

Din acest moment până la organele dintr-un incubator viu - ani, spun cercetătorii. Și nu este doar că proporția de celule umane din corpul himerei este prea mică. Oricum ar fi dificil pentru oamenii de știință să vezi cum cresc și ce se întâmplă cu celulele unui organism adult.

Suntem mult mai aproape de porci – în primul rând în ceea ce privește dimensiunea organelor. Prin urmare, porcii au fost întotdeauna candidatul nr. 1 pentru xenotransplant.

Himerele de șoarece și șobolan, crescute mai devreme, au trăit o viață de șoarece cu drepturi depline la doi ani. Nu există niciun motiv să credem că himerele umane și porcine ar avea probleme grave de sănătate care le împiedică să ajungă la maturitate. Au fost împiedicați să se nască nu din cauza problemelor biologice, ci de cele etice. Și atât de grav încât echipa Institutului Salk a fost nevoită să efectueze cercetări cu bani privați, deoarece regulile Institutului Național de Sănătate din SUA - analog cu Departamentul de Sănătate al SUA, care finanțează cea mai mare parte a cercetării biomedicale din țară - interzic cheltuirea banilor. la orice experimente cu introducerea de celule stem umane în embrionii de animale.

Ce este lipsit de etică la nașterea unui porc cu splină umană? Incertitudinea noastră cu privire la rezultatele unui astfel de experiment. Proporțiile celulelor dintr-un embrion adult nu sunt aceleași cu cele ale embrionului. Și dacă celulele de porc prevalează cu un milion la unu, nu este atât de înfricoșător ca și cum cele umane preiau controlul. Și se va naște o creatură care seamănă mai mult cu un om decât cu un porc, cu creier uman, dar cu diformități cauzate de circumstanțele experimentului. Pentru ca medicii să poată salva oameni, se pare că, printre altele, este nevoie de o definiție mai precisă a unei persoane – și de un răspuns mai exact la întrebarea de unde provin oamenii.