V laboratóriách materskej prírody prebiehajú podivné experimenty: dvojčatá sa navzájom vstrebávajú priamo v lone, matka nie je matkou svojich detí a súrodenci sa zlúčia do jedného organizmu, aby prežili. Genetici doháňajú prírodu už sto rokov, ale dodnes ju nedokázali prekonať. Takže máme chimerizmus
Obyvateľka Spojených štátov Lydia Fairchildová bola na nepríjemné prekvapenie, keď po rozvode požiadala o sociálne dávky. Jej manžel musel potvrdiť otcovstvo analýzou DNA - a tá ukázala, že to bola Lydia, ktorá nebola matkou dvoch bežných detí (a zároveň tretia, s ktorou bola v tom čase tehotná). Najprv sa navrhovalo, že príčinou bola transplantácia tkaniva alebo krvná transfúzia, ale nebola odhalená ani žena, ani deti.
Štát podal žalobu na podvod. Advokát pani Fairchildovej situáciu zachránil - poskytol súdu článok z časopisu New England Journal of Medicine:
52-ročná bostonská učiteľka Karen Keegan vyžadovala transplantáciu obličky. Traja z jej synov súhlasili s tým, že sú darcami, ale genetická analýza ukázala, že dvaja z nich nie sú príbuznými svojej vlastnej matky! Štúdie preukázali veľa zaujímavých faktov: ukázalo sa, že najmä Karen mala dvojča, ktorá sa v počiatočnej fáze embryonálneho vývoja zlúčila s prežívajúcim embryom. Bostonský učiteľ sa ukázal ako chiméra - tvor, v ktorého tele sú prítomné tkanivá s rôznymi sadami génov, bez vzájomného zasahovania.
V prípade precedensu s pani Fairchildovou sa ukázalo, že všetko bolo ešte komplikovanejšie - DNA detí Lydie dokázala svoju príbuznosť iba so svojou babičkou, matkou pani Fairchildovej. Dalo sa to zistiť iba vďaka analýze vlasov a vlasy na hlave ženy a na pubi obsahovali odlišný genetický materiál. Pani Fairchildová vyšla sucho a jej príbeh v roku 2006 bol venovaný programu „Moje dvojča vo mne“.
Oficiálne bolo zaznamenaných asi štyridsať prípadov chimerizmu, ale v skutočnosti ich je omnoho viac. S vysokou pravdepodobnosťou bol slávny maniak Chikatilo, ktorého údaje o krvných skupinách a spermiách sa nezhodovali, chimérou. Niekedy sa pri pokusoch o oplodnenie in vitro alebo umelé oplodnenie náhodne objaví chimerizmus: vedci z Nemecka opísali pacienta, u ktorého 99% buniek v tele obsahovalo ženskú chromozómovú súpravu XX a 1% - samca, XY. Ako sa ukázalo, jej dvojča pri narodení zomrela, ale jeho bunky žili v tele svojej sestry.
A to sú len prípady hlásené všeobecnej lekárskej komunite.
Propagačné video:
Labky, krídla a chvost
Termín „chiméra“je prevzatý z gréckej mytológie - je to „zložené“monštrum s telom kozy, hlavou leva, hadím chvostom, atď. Vytvára sa škaredými monštrami - napoly žena, napoly had Echidna a obrie Typhon, ktoré podľa jednej verzie zabili hrdinu Bellerophon. V biológii je chiméra, ako už bolo uvedené, tvor s heterogénnym genetickým materiálom, ktorý koexistuje v jednom organizme. Prvý termín bol predstavený v roku 1907 nemeckým botanikom Hansom Winklerom, ktorý nazval rastliny získané v dôsledku štepenia nočného šteňa na chiméze stoniek rajčiaka. Iný botanik Erwin Baur vysvetlil povahu tohto fenoménu. A prvé „zložené“zviera bolo postavené v roku 1984 - umelá „mozaika“oviec a kôz, mláďa štyroch rodičov, z ktorých niektoré bunky obsahovali genóm oviec a niektoré z nich - kozy.
Chimerizmus v rastlinách je výsledkom prirodzených mutácií alebo štepov, keď sa do kmeňa iného kmeňa pridá vetva rastliny jedného druhu. Experimenty Luthera Burbanka so slávnou Russet Burbank, odrodou zemiakov, ktorá v súčasnosti predstavuje až 50% zemiakov v Spojených štátoch amerických, bezsemennými slivkami a ananásovým kdoulom boli väčšinou tvorbou Frankensteina vo svete rastlín.
Slávny Michurin urobil to isté, ktorý dôkladne študoval, ako podnož (mladá rastlina, na ktorej je vysadená odrezka niekoho iného) ovplyvňuje výnos, životaschopnosť a ďalšie vlastnosti nálezu. Reakcia "štep verzus hostiteľ", v dôsledku ktorej sú transplantácie orgánov u ľudí a zvierat také nebezpečné, je pre rastliny zvyčajne neobvyklé. Jediným problémom je, že zelené chiméry spravidla neprechádzajú svojimi vlastnosťami dedičstvom, musia sa množiť vegetatívne.
Chimérizmus u cicavcov môže byť výsledkom niekoľkých prírodných, ako aj umelých procesov. Prvým je tzv. Tetragametický chimerizmus, keď sa dve vajíčka zlúčia spolu, z ktorých každé je oplodnené vlastným spermiom alebo dve embryá v počiatočných štádiách vývoja, v dôsledku čoho rôzne orgány alebo bunky takéhoto organizmu obsahujú odlišnú chromozómovú súpravu. Príbehy „prehltnutých dvojčiat“sú typickým príkladom takéhoto chimerizmu.
Druhým je mikrochimerizmus … Bunky dieťaťa môžu vstúpiť do obehového systému matky a zakoreniť sa v jej tkanivách (fetálny mikrochimerizmus). Napríklad imunitné bunky plodu môžu (najmenej na niekoľko rokov) vyliečiť matku reumatoidnej artritídy, pomáhajú obnoviť srdcový sval po rozvoji srdcového zlyhania počas tehotenstva alebo zvyšujú odolnosť matky voči rakovine. Naopak, materské bunky prechádzajú placentárnou bariérou k plodu (materský mikrochimérizmus). Nie bez jeho pomoci sa formuje systém vrodenej imunity: imunitný systém plodu je „vycvičený“, aby odolával chorobám, voči ktorým matka vyvinula imunitu. Druhou stranou tejto mince je, že dieťa v lone sa môže stať obeťou vlastných chorôb. Najmä také autoimunitné ochorenie,ako novorodenecký lupus, sa často vyskytuje u detí, ktorých matky majú systémový lupus erythematodes.
Tretím variantom prírodného chimérizmu je „dvojča“, keď heterozygotné dvojčatá v dôsledku fúzie krvných ciev prenášajú svoje bunky na seba (nie s rovnakými bunkami ako v homozygotných bunkách, ale s rôznymi génovými súbormi, napríklad u súrodencov). Takto sa uvedený pacient z Nemecka stal chimérou.
Ďalším variantom chimérizmu je posttransplantácia, keď po transfúzii krvi alebo transplantácii orgánov vlastné bunky ľudského tela koexistujú s darcovskými bunkami. Je to veľmi zriedkavé, ale stáva sa, že bunky darcu sú úplne „včlenené“do tela príjemcu - napríklad pred niekoľkými rokmi, po transplantácii pečene, sa austrálska dievčenská krvná skupina navždy zmenila.
Poslednou možnosťou je transplantácia kostnej drene, pri ktorej lekári vynaložia všetko úsilie na to, aby z pacienta urobili chiméru a aby transplantované bunky pracovali namiesto hostiteľa.
Vlastná kostná dreň pacienta je usmrtená ožarovaním a špeciálnymi liekmi, na jej miesto sa injikujú darcovské krvotvorné bunky a čakajú. Ak testy odhalia chimerizmus darcov, každý je šťastný, proces práve prebieha a ak sa nám podarí vyrovnať sa s odmietnutím transplantátu, existuje šanca na uzdravenie. Návrat „natívnych“buniek však znamená rýchly relaps choroby.
Laboratórne chiméry
História chimérických embryí sa začala u škriatkov Dr. Ray Owena a kurčiat Dr. Petera Briana Medawara, vďaka čomu sa vyvinul mechanizmus chimerizácie.
Teľatá a kurčatá Owen boli prví, ktorí si všimli, že u teliat dvojčatá bunky s heterogénnym genetickým materiálom v tele dokonale koexistujú, a dôvodom je fúzia krvných ciev. A Dr. Medawar najprv spojil kuracie vajcia s vyrezanými „oknami“, potom experimentoval so zavedením kultúr kačacích buniek do kuracích embryí, potom začal spájať obehový systém embryí kurčiat a nakoniec formuloval termín „imunologická tolerancia“- ochota tela prijímať cudzie bunky. Bol prvým, kto transplantoval embryá myší z jednej čistej línie embryonálnych buniek do druhej a potom transplantoval kožné chlopne prežívajúcim chimérom, aby preukázal, že transplantované biomateriály si zachovávajú vlastnosti svojho pôvodného organizmu a nie sú súčasne odmietnuté. Vedci z Chicaga a Liverpoolu navrhli chiméry dreva a domácich myší v laboratóriách tak, že do embryí vstrekli ďalší genetický materiál v štádiu blastocysty.
Ukázalo sa, že myši sú celkom životaschopné: aktívnejšie ako domáce myši, ale menej aktívne ako lesné myši. V Rusku boli úspešne chované kuracie chiméry - biele legíny s červenými chvostami.
Hračkári
Ďalšou možnosťou vytvorenia chimér je zavedenie ľudskej DNA do vajíčka zvieraťa. Genetický materiál hybridov - bunkových hybridov - je takmer úplne ľudský, dostávajú od zvieraťa iba mitochondriálnu DNA. Je pravda, že pokusy priviesť hybridné embryá k narodeniu chimér na modernej úrovni vedy sú odsúdené na neúspech; vo všetkých vyspelých krajinách je okrem iného zakázané klonovanie ľudí a okrem toho vytváranie chimér medzi ľuďmi a zvieratami. A také zložité experimenty nemajú zmysel. Niekoľko desiatok hybridných embryí vytvorených výlučne na výskumné účely bolo zničených niekoľko dní po začiatku delenia vajíčok.
Lekári a homunculi
Vedcom trvalo asi dvadsať rokov (od prvej úspešnej operácie Dr. Thomasa), aby sa naučili, ako vybrať darcov a príjemcov, ktorí sú kompatibilní s ľudskými leukocytovými antigénmi - proteínmi, ktorých nezhoda spôsobuje kaskádu molekulárnych reakcií vedúcich k odmietnutiu transplantátu a bojovať proti odmietnutiu pomocou drog. potláčanie imunity. V roku 1990 sa vykonalo asi 4 000 transplantácií kostnej drene - menej ako v súčasnosti za rok. Teraz je päťročné prežitie (v skutočnosti - zotavenie) pri akútnej leukémii 65%. V súlade s tým bolo možné pozorovať neočakávané účinky chimerizmu.
Lekári aj príbuzní pacientov sú už dlho pripravení na skutočnosť, že po transplantácii sa krvná skupina, Rh faktor a štruktúra vlasov môžu zmeniť - to však v žiadnom prípade nie je všetko.
Skutočnosť, že transplantácia kostnej drene môže dokonca liečiť AIDS, je náhodným objavom, šťastím nemeckých lekárov. Je známe, že približne 1% Európanov je rezistentných na HIV. 42-ročný Američan s lymfómom aj s AIDS podstúpil transplantáciu kostnej drene na liečbu jednej z jeho chorôb. A neočakávane pre všetkých (vrátane lekárov) bol uzdravený z oboch - jeho darca sa ukázal ako nosič mutácie, ktorá poskytuje rezistenciu voči vírusu, a preniesol ho príjemcovi spolu s kostnou dreňou.
Know-how XXI storočia - vývoj vnútromaternicovej bunkovej terapie. Krvné kmeňové bunky sa injikujú do plodu, ktorý trpí imunodeficienciou, talasémiou, granulocytózou - a teoreticky by sa malo dieťa narodiť zdravé. V praxi bolo možné dosiahnuť účinok iba u plodov s imunodeficienciou, vo všetkých ostatných prípadoch, dokonca s minimálnym chimérizmom, choroba neustúpila. Pokusy na komplexnej terapii sa aktívne vykonávajú na zvieratách: najprv sa vypne imunita plodu a potom sa uskutoční transplantácia. Pokusy na ľuďoch sú však stále ďaleko.
Chimerizmus navždy
Medicína dala k dispozícii možnosti chimerizmu ešte predtým, ako sa tento jav skúmal ako celok. V roku 1940 sa uskutočnil prvý pokus o transplantáciu kostnej drene jeho brata pacientovi s aplastickou anémiou. V roku 1958 bolo šiestich juhoslovanských fyzikov zranených pri nehode v jadrovej elektrárni liečených transplantáciou kostnej drene v Paríži, z ktorých päť prežilo. V roku 1957 sa v USA Dr. Edwardovi Thomasovi (po úplnom ožiarení tela) podarilo dosiahnuť štep štepu u dvoch detí s leukémiou. Deti čoskoro zomreli ao 10 rokov neskôr, z 417 transplantácií, ktoré vykonal Thomas, boli iba tri úspešné. V roku 1968 bola vykonaná úplne úspešná transplantácia: dieťaťu s ťažkou imunodeficienciou bola podaná injekcia kostnej dreni jeho brata. Pacient sa uzdravilkrv, ktorá sa stala chimérou - namiesto vlastných buniek produkovala krv v tele „bratské“bunky. A Edward Thomas v roku 1990 získal Nobelovu cenu za medicínu.
„Populárna mechanika č. 2 2012“