Мама моих  митохондрий

 Мама моих  митохондрий

// Ребёнок от трёх родителей
Авторы: Елена Клещенко («Химия и жизнь», специально для «Кота Шрёдингера»)

Врачи из Нью-Йорка целенаправленно сконструировали зародыш человека, содержащий гены одного мужчины и двух женщин. Мальчику с гибридным геномом уже 6 месяцев.

У супружеской пары из Иордании, проживающей в США, долго не было детей. Затем родилась девочка и прожила всего шесть лет, второй ребёнок умер в восемь месяцев. Врачи поставили диагноз: синдром Лея.

Это наследственное заболевание передаётся по материнской линии и проявляется обычно в детстве. Симптомы — тошнота, рвота, потеря веса, затем проблемы с психомоторным развитием и со зрением, дрожь конечностей, быстрая утомляемость, головные боли, падение давления и обмороки. Обследование методом магнитно-резонансной томографии показывает поражение мозга, воспаление и некроз в нервных тканях и сосудах. Причина болезни — нарушение энергетического обмена в клетках. Врачи советуют не отчаиваться, принимать витамины, придерживаться низкобелковой диеты, делать гимнастические упражнения, но в целом обещают мало хорошего.

Митохондрии — чужие в наших клетках, потомки независимых существ, которые решились связать свою судьбу с нашей. Они происходят от примитивных клеток, которые попали в более крупные и вступили с ними в симбиоз. Исследования даже позволяют сказать, на какие современные микроорганизмы были похожи предки митохондрий.

У нарушения энергетического обмена тоже, конечно, есть причина: мутация в митохондриальном геноме. Митохондрии — клеточные «электростанции», устройства для превращения энергии питательных веществ в универсальный биологический энергоноситель — молекулы АТФ. Они живут внутри наших клеток как полезные бактерии в пита­тельной среде. У них есть собственный геном, они размножаются делением, клетка снабжает их всем необходимым, а они за это обеспечивают её энергией.

Митохондрии каждому из нас достают­ся только от матери — именно те, что содержатся в яйцеклетке. Нравится это нам или нет, от мамы в нас чуть больше, чем от папы. От отца мы получаем 3 миллиарда пар нуклеотидов, от матери — столько же плюс ещё немножко. Размер одного митохондриального генома — 16 569 пар нуклеотидов, и содержится в нём 37 генов. Но гены это важные, поскольку имеют отношение к снабжению клетки энергией. В данном медицинском случае дети рожда­лись неизлечимо больными из-за единственной ну­клео­тид­ной замены в гене фермента АТФазы.

Не все митохондрии в одном организме и даже в одной клетке непременно одинаковы, иногда в их геномах бывают различия (это явление называется гетероплазми­ей). Например, в митохондрии происходит точечная мутация, она продолжает размножаться, и в клетке появляются два вида митохондрий — с мутацией и без. А если из этой клетки развился новый организм, то он унаследует и гетероплазмию. (Кстати, митохондриаль­ная мутация была у Николая II и его брата Георгия Александровича — генетики установили это во время идентификации царских останков). Вот и у женщины, о которой идёт речь, лишь около четверти митохондрий несли вредную мутацию — возможно, поэтому сама она была здоровой.

В XXI веке, естественно, возникает вопрос: а если заменить митохондрии? На самой ранней стадии, когда будущий человек — всего одна клетка, устранить первопричину, и пусть растёт здоровым?

Идея красивая, однако манипуляции с митохондриями человеческих зародышей пока что разрешены официально только в Великобритании — с конца 2015 ­года. Строгости возникли не только из-за абстрактных соображений о недопустимости «игры в Бога». Сомнения вызывала технология под названием «цитоплазматический перенос», опробованная в клинике ещё в 90-е годы прошлого века. Чтобы увеличить вероятность благополучной беременности после экстракорпорального оплодотворения, в материнскую яйцеклетку вводили цитоплазму клетки донора. При этом ребёнок мог унаследовать и донорские митохондрии, что было сочтено этически спорным и небезопасным. Впрочем, некоторые «дети трёх родителей», появившиеся на свет с помощью этого метода и несущие в своих клетках донорскую митохондриальную ДНК помимо родительской, благополучно выросли и дают интервью.

Сейчас для лечения митохондриальных заболеваний предлагают другие технологии. В клинике New Hope Fertility Center (Нью-Йорк), куда обратились супруги из Иордании, им предложили два варианта. При первом яйцеклетку матери и яйцеклетку женщины-донора оплодотворяют спермой отца, затем из донорской яйцеклетки удаляют ядро и пересаживают в неё ядро оплодотворённой яйцеклетки матери. Получается гибридный зародыш: весь ядерный генетический матери­ал от родителей, а цитоплазма и митохондрии ­только донорские — материнская опасная мутация ребёнку не достанется.

Этот вариант супругам не подошёл: как мусульмане, они были против уничтожения «лишних» зародышей. По той же причине и православные с подозрением относятся к современным репродуктивным технологиям: пока протокол операции включает запланированную гибель зародышей на сколь угодно ранней стадии, это ничем не лучше аборта.

Но можно пойти другим путём — перенести ядерную ДНК из неоплодотворённой материнской яйцеклетки в неоплодотворённую же донорскую и такую гибридную яйцеклетку оплодотворить спермой мужа. Этот нюанс делает операцию допустимой для верующих. Неоплодотворённая яйцеклетка — точно не человек, иначе девушкам и женщинам пришлось бы носить траур каждый месяц.

Джон Чжан, американский ­медик и эмбриолог с младенцем.

Религия разрешала, но законы США запрещали, поэтому врачи и пациенты отправи­лись в Мексику. Доктор Джон Чжан, осно­ватель и научный руководитель ­клиники, считает, что это был правильный выбор и здоровье ребёнка того стоило. А журналисты и комментаторы в соцсетях добавляют, что теперь следует ждать пересмотра ограничений: операция завершилась успехом.

Было получено пять эмбрионов, но лишь один начал развиваться нормально. Его имплантировали ­будущей матери, и через 37 недель, 6 апреля 2016 года, на свет появился мальчик. Сейчас ему шесть месяцев, никаких признаков болезни нет, и медики решились публично объявить об успехе. Репродуктивный центр попал на страницы New Scientist и в первые строчки новостных лент — все пишут о «ребёнке трёх родителей». Этот мальчик уникален, поскольку у него митохондрии только от донора и совсем нет материнских. Чистый случай.

На самом деле называть донора митохондрий «треть­им родителем» не вполне корректно, хотя бы по количественным критериям (вспомним о размерах ядерного и митохондриального геномов). Это явно более отдалённое родство — может быть, подойдёт определение «митохондриальная тётя»? В любом случае, если донорство будет неанонимным, вряд ли кто-то ­запретит ребёнку любить эту свою родственницу, подарившую ему ген без опечаток и долгую жизнь. А возможно, они совсем не станут общаться или будут встречаться крайне редко, на научно-медицинских юбилеях. Родственные чувства — сложная штука, тут не всё определяется числом общих нуклеотидов.

 

Опубликовано в журнале «Кот Шрёдингера» №10 (24) за октябрь 2016 г.

Подписаться на «Кота Шрёдингера»