U laboratorijima majčine prirode događaju se neobični eksperimenti: blizanci se upijaju jedno u drugom u maternici, majka nije majka svojoj djeci, a braća i sestre se spajaju u jedan organizam kako bi preživjeli. Genetičari već stotinu godina hvataju prirodu, ali sve do danas nisu je uspjeli nadmašiti. Dakle, imamo himerizam
Stanovnica Sjedinjenih Država Lydia Fairchild bila je u neugodnom iznenađenju kada se nakon razvoda prijavila za socijalna davanja. Njezin suprug morao je potvrditi očinstvo DNK analizom - a potonja je pokazala da Lydia nije majka dvoje zajedničke djece (i istovremeno treće, s kojim je u to vrijeme bila trudna). U početku se sugeriralo da je uzrok transplantacija tkiva ili transfuzija krvi, ali ni žena ni djeca nisu bili izloženi.
Država je podnijela tužbu za prijevaru. Odvjetnik gospođe Fairchild spasio je situaciju - on je sudu dostavio članak iz New England Journal of Medicine:
52-godišnjoj učiteljici iz Bostona Karen Keegan bila je potrebna transplantacija bubrega. Tri njezina sina pristala su biti darivatelji, ali genetska analiza pokazala je da njih dvoje nisu rođaci vlastite majke! Istraživanje je utvrdilo mnoštvo zanimljivih činjenica: posebno se pokazalo da je Karen imala sestru blizance, koja se u ranoj fazi embrionalnog razvoja spojila s preživjelim embrijem. Ispričalo se da je učitelj iz Bostona himera - biće u čijem su tijelu tijela s različitim setovima gena, a da se međusobno ne miješaju.
U presedanu s gospođom Fairchild sve se pokazalo još složenijim - DNK Lidijine djece dokazao je srodstvo s njihovom bakom, majkom gospođe Fairchild. To je bilo moguće shvatiti samo zahvaljujući analizi dlake, a kosa na ženinoj glavi i pubisu sadržavala je različit genetski materijal. Gospođa Fairchild je izašla suha, a njena priča 2006. godine bila je posvećena programu "Moj blizanac u meni".
Službeno je zabilježeno oko četrdeset slučajeva himerizma, ali u stvari ima ih mnogo više. S velikom vjerovatnoćom, poznati manijak Chikatilo, čija se krvna grupa i podaci sperme nisu poklapali, bila je himera. Ponekad se himerizam slučajno pojavi tijekom pokušaja oplodnje in vitro ili umjetne oplodnje: znanstvenici iz Njemačke opisali su pacijenta kod kojeg je 99% stanica u tijelu sadržavalo ženski kromosom iz XX, a 1% - muški XY. Kako se ispostavilo, njezin brat blizanac umro je pri rođenju, ali njegove su stanice živjele u tijelu njegove sestre.
A to su samo slučajevi prijavljeni općoj medicinskoj zajednici.
Promotivni video:
Šape, krila i rep
Izraz "himera" preuzet je iz grčke mitologije - to je "kompozitno" čudovište s tijelom koze, glavom lava, zmijskim repom itd. Generiraju ga ružna čudovišta - polu žena, pol zmija Echidna i divni Tifon, kojeg je, prema jednoj verziji, ubio junak Bellerophon. U biologiji je himer, kao što je već spomenuto, stvorenje s heterogenim genetskim materijalom koji koegzistira u jednom organizmu. Izraz je prvi uveo 1907. godine njemački botaničar Hans Winkler, koji je nazvao biljke dobivene rezultatom cijepljenja košulje na himere stabljike rajčice. Drugi botaničar, Erwin Baur, objasnio je prirodu fenomena. A prva "složena" životinja izgrađena je 1984. godine - umjetni "mozaik" ovaca i koza, mladunčeta četvero roditelja, od kojih su neke stanice sadržavale ovčji genom, a neke - koze.
Himerizam u biljkama rezultat je prirodnih mutacija ili graftova, kada se grana jedne vrste doda u prtljažnik druge. Eksperimenti Luthera Burbanka s čuvenom Russet Burbank, sortom krumpira koja sada čini čak 50% usjeva krumpira u Sjedinjenim Američkim Državama, šljive bez sjemenki i dunja mirisom ananasa uglavnom su stvaranje Frankensteina u biljnom svijetu.
To je učinio i poznati Michurin koji je temeljito proučavao kako podloga (mlada biljka na kojoj je posađeno tuđe rezanje) utječe na prinos, održivost i druga svojstva sjekire. Reakcija "graft naspram domaćina", zbog koje je transplantacija organa kod ljudi i životinja toliko opasna, za biljke općenito nije uobičajena. Jedina poteškoća je u tome što zelene himere, u pravilu, ne prenose svojstva nasljeđivanjem, moraju se vegetativno razmnožavati.
Himerizam kod sisavaca može biti rezultat nekoliko procesa, prirodnih i umjetnih. Prvi je takozvani tetragametski himerizam, kada se dva jajašca spajaju zajedno, a svako se oplođuje vlastitom spermom, odnosno dva embrija u ranim fazama razvoja, kao rezultat kojih različiti organi ili stanice takvog organizma sadrže različitu skupinu kromosoma. Priče o "progutanom blizancu" tipičan su primjer takvog himerizma.
Drugi je mikrohimerizam … Bebine ćelije mogu ući u majčin krvožilni sustav i ukorijeniti se u njenim tkivima (mikrofirmizam fetusa). Na primjer, imunološke stanice fetusa mogu (barem nekoliko godina) izliječiti majku od reumatoidnog artritisa, pomoći u obnovi srčanog mišića nakon razvoja zatajenja srca tijekom trudnoće ili povećati otpornost majke na rak. Suprotno tome, majčine stanice prelaze placentarnu barijeru na plod (majčinski mikrohimerizam). Ne bez njegove pomoći formira se sustav urođenog imuniteta: imunološki sustav fetusa je "osposobljen" da se odupire bolestima, na koje je majka razvila imunitet. Okretna strana ove kovanice je da dijete u maternici može postati žrtva vlastitih bolesti. Posebno, takva autoimuna bolest,poput neonatalnog lupusa, često se javlja kod djece čije majke imaju sistemski eritematozni lupus.
Treća varijanta prirodnog himerizma je "blizanci", kada zbog fuzije krvnih žila, heterozigoti blizanci prenose svoje stanice jedni na druge (ne s istim stanicama kao u homozigotnih, ali s različitim setovima gena, kao u braći i sestrama). Ovako je spomenuti pacijent iz Njemačke postao himer.
Sljedeća je varijanta himerizma posttransplantacija kada, nakon transfuzije krvi ili presađivanja organa, vlastite stanice ljudskog tijela koegzistiraju sa stanicama darivatelja. Vrlo je rijetko, ali događa se da su donorove stanice u potpunosti "ugrađene" u tijelo primatelja - na primjer, prije nekoliko godina, nakon transplantacije jetre, krvna grupa australske djevojke zauvijek se promijenila.
Posljednja opcija je transplantacija koštane srži, u kojoj liječnici čine sve napore da od pacijenta naprave himeru i da presađene stanice rade umjesto domaćina.
Pacijentova koštana srž ubija se zračenjem i posebnim lijekovima, donatorske hematopoetske stanice ubrizgavaju se na svoje mjesto i čekaju. Ako testovi otkriju himernost darivatelja, svi su zadovoljni, proces je u tijeku i ako se uspijemo nositi s odbacivanjem transplantacije, postoji šansa za oporavak. Ali povratak "nativnih" stanica znači brz relaps bolesti.
Laboratorijske himere
Povijest himernih embrija započela je s golubicama dr. Raya Owena i kokošima dr. Petera Briana Medawara, zahvaljujući čemu je razvijen mehanizam himerizacije.
Teleta i pilići Owen bili su prvi koji su primijetili da u stanicama tela blizanca s heterogenim genetskim materijalom savršeno koegzistiraju u tijelu, a razlog za to je fuzija krvnih žila. I dr. Medawar najprije je začinio pileća jaja s piljenim "prozorima", zatim eksperimentirao s uvođenjem kultura patka-stanica u pileće zametak, zatim počeo povezivati cirkulacijske sustave pilećih zametaka i konačno formulirao izraz "imunološka tolerancija" - spremnost tijela da prihvati strane stanice. Bio je prvi koji je implantirao embrije miševa jedne čiste linije embrionalnih stanica iz druge, a zatim je presadio kožne režnjeve preživjelim himerama kako bi pokazao da presađeni biomaterijal zadržava svojstva svog rodnog organizma i da ih istovremeno ne odbacuje. Znanstvenici u Chicagu i Liverpoolu napravili su himere od drveta i domaćih miševa u laboratorijima, ubrizgavajući dodatni genetski materijal u embrione u fazi blastociste.
Pokazalo se da su miševi prilično održivi: aktivniji od domaćih miševa, ali manje aktivni od šumskih miševa. U Rusiji su uspješno uzgajane pileće himere - bijeli leghorns s crvenim repovima rodelanda.
Igrački muškarci
Druga opcija za stvaranje himera je unošenje ljudske DNK u jaje životinje. Genetski materijal cybrida - stanični hibridi - gotovo je u potpunosti čovjek, oni od životinje dobivaju samo mitohondrijsku DNK. Istina je da su pokušaji da se hibridni embriji rode himere na modernoj razini znanosti osuđeni na neuspjeh; osim toga, kloniranje ljudi i štoviše stvaranje humanih i životinjskih himera zakonski su zabranjeno u svim razvijenim zemljama. I nema smisla u tako složenim eksperimentima. Nekoliko desetaka hibridnih zametaka, stvorenih u čisto istraživačke svrhe, uništeno je nekoliko dana nakon početka podjele jaja.
Liječnici i homunculi
Znanstvenicima je trebalo dvadesetak godina (od prve uspješne operacije dr. Thomasa) da nauče kako odabrati donore i primatelje koji su kompatibilni s ljudskim antigenima leukocita - bjelančevinama, čija neusklađenost pokreće kaskadu molekulskih reakcija koje vode ka odbacivanju transplantata i borbu protiv odbacivanja uz pomoć lijekova. suzbijanje imuniteta. Do 1990. godine izvršeno je oko 4.000 transplantacija koštane srži - manje nego danas u godini. Sada petogodišnja stopa preživljavanja (u stvari - oporavak) za akutnu leukemiju iznosi 65%. U skladu s tim, postalo je moguće promatrati neočekivane učinke himerizma.
I liječnici i rodbina pacijenata odavno su spremni na činjenicu da se nakon transplantacije krvna grupa, Rh faktor i struktura kose mogu promijeniti - ali to nikako nije sve.
Činjenica da transplantacija koštane srži može izliječiti AIDS slučajno je otkriće, sreća je njemačkih liječnika. Poznato je da je oko 1% Europljana otpornih na HIV. 42-godišnji Amerikanac, i limfom i AIDS, podvrgnut je transplantaciji koštane srži radi liječenja jedne od njegovih bolesti. I neočekivano za sve (uključujući liječnike) ozdravio je i jedno i drugo - ispostavilo se da je njegov davatelj nositelj mutacije koji pruža otpornost na virus i prenio ga primatelju zajedno s koštanom mozgom.
Znanje XXI stoljeća - razvoj intrauterine terapije stanica. Matične stanice krvi ubrizgavaju se u fetus koji pati od imunodeficijencije, talasemije, granulocitoze - a teoretski se dijete treba roditi zdravim. U praksi je bilo moguće postići učinak samo kod fetusa s imunodeficijencijom; u svim ostalim slučajevima, čak i uz minimalni himerizam, bolest se nije povukla. Eksperimenti na složenoj terapiji aktivno se provode na životinjama: prvo se isključuje imunitet fetusa, a zatim se provodi transplantacija. Ali eksperimenti na ljudima još su daleko.
Himerizam zauvijek
Medicina je mogućnosti himerizma stavila u službu i prije nego što se ova pojava proučila u cjelini. Godine 1940. napravljen je prvi pokušaj presađivanja koštane srži njegovog brata pacijentu s aplastičnom anemijom. Godine 1958. šest jugoslovenskih fizičara koji su ozlijeđeni u nesreći u nuklearnoj elektrani liječeno je transplantacijom koštane srži u Parizu, od kojih je pet preživjelo. Godine 1957, u Sjedinjenim Državama, dr. Edward Thomas uspio je (nakon ukupnog ozračenja tijela) postići ugradnju transplantata kod dvoje djece s leukemijom. Djeca su ubrzo umrla, a 10 godina kasnije od 417 transplantacija koje je izvršio Thomas samo tri su bila uspješna. 1968. godine izvršena je potpuno uspješna transplantacija: djetetu s teškim imunodeficijencijama ubrizgana je koštana srž njegovog brata. Pacijent se oporaviopostajući himera - umjesto vlastitih stanica krv u tijelu proizvodi "bratske". A Edward Thomas 1990. godine dobio je Nobelovu nagradu za medicinu.
"Popularna mehanika # 2 2012"