Как тут не вспомнить Ахматову с ее «Когда б вы знали, из какого сора растут стихи, не ведая стыда…» Теперь мы знаем из какого.
Кровь из кожи заказчика
Иногда наука делает сразу семимильный скачок вперед — как, например, с открытием теории относительности или строения ДНК. Но куда чаще она продвигается вперед шажками, каждый из которых кажется небольшим, пока не складывается со всеми остальными в решительное, до неузнаваемости, изменение прежней картины.
Один такой шажок сделан относительно недавно в области искусственного производства человеческой крови. Известно, что запасы крови для переливания нужны медицине непрерывно, особенно военной, полевой медицине, которая зачастую имеет дело с людьми, перенесшими огромные кровопотери. Сегодня вся эта масса крови получается от доноров, и ее порой не хватает, потому что хранить эти запасы дольше 35 дней нельзя, после этого красные кровяные клетки погибают. Особенно остро стоит вопрос о запасах крови нулевой группы (0), которую можно переливать всем пациентам. В силу этой своей универсальности она используется чаще всего, и потому ее запасы всегда «на грани истощения».
Не удивительно поэтому, что поиски способов искусственного производства крови начались с попыток преобразовать кровь разного типа в универсальную. Эти попытки увенчались первым успехом, когда группа исследователей под руководством Хенрика Хаузена из Копенгагенского университета сообщила о том, что ей удалось выделить ферменты, которые превращают кровь групп А, В и АВ в кровь группы 0. Различие между красными кровяными клетками всех этих типов состоит в том, какие молекулы покрывают их поверхность. Клетки типа А покрыты, среди прочего, молекулами определенного сахара, которые играют роль опознавательного флажка («антигена») для иммунных клеток. Будучи введены в организм человека с другой группой крови, они вызывают появление антител против своего антигена. Антитела склеиваются с чужими клетками, что вызывает их отторжение из организма (этот процесс подобен отторжению чужих тканей или органов при пересадке).
Кровяные клетки группы В имеют на поверхности другую сахарную группу, другой антиген, а клетки группы АВ имеют и первый, и второй. Зато клетки универсального типа не имеют ни одного антигена. Однако этим сложности переливания крови не кончаются. На поверхности красных кровяных клеток иногда есть еще определенный вид белка, тоже вызывающий отторжение. Он был впервые открыт у макаки-резус и поэтому получил название «резус-фактора». При его наличии говорят о крови с положительным резус-фактором, при отсутствии — о крови с резус-фактором отрицательным. Подлинно универсальная кровь, которую можно переливать всем, не опасаясь отторжения, — это кровь группы 0 с отрицательным (то есть отсутствующим) резус-фактором. В природе ее мало — например, среди людей кавказской группы всего 8 процентов.
Так вот, достижение группы Хаузена состояло в том, что открытые ею после длительного поиска ферменты таковы, что способны «сбрить» антигены сахара с красных кровяных телец групп А, В и АВ и тем самым превратить их в клетки типа 0. Эти ферменты исследователи обнаружили в двух бактериях. Оказалось, что достаточно поместить красные кровяные клетки в одну среду с этими бактериями, чтобы уже через час клетки А, В и АВ превратились в клетки 0. Однако это превращение не затрагивает резус-фактора: он остается таким же, каким был. Поэтому для производства подлинно универсальной крови, с отрицательным резусом, нужно для начала отобрать клетки А, В и АВ тоже с отрицательным резусом. Исследователям не удалось найти ферменты, которые удаляли бы резус-фактор и превращали клетки с положительным резусом в клетки с отрицательным. Тем не менее их достижение означало шаг вперед в деле искусственного производства крови. Точнее — будет означать, если дальнейшая проверка покажет полное тождество переделанных клеток нулевой группы природным, а также подтвердит их эффективность и безопасность при переливании людям.
Впрочем, универсальная кровь, придуманная группой Хаузена, имеет существенный минус — в ее основе лежит кровь других типов, то есть для ее создания все равно нужна кровь. Но вот недавно важный шаг в направлении создания по-настоящему искусственной крови сделала группа американских ученых под руководством Роберта Ланцы. Этот исследователь известен своими работами в области эмбриональных стволовых клеток. Придя к выводу, что самая близкая цель на пути терапевтического использования стволовых клеток — это превращение их в кровяные, Ланца начал действовать и после ряда неудач все-таки нашел ту биологическую систему, в которой такое превращение может произойти до конца.
Дело в том, что красные кровяные клетки отличаются от всех других тем, что не имеют ядра. Это сокращает время их жизни, но зато освобождает место для переноса кислорода. Ланца и его коллеги нашли ту специфическую комбинацию питательных веществ и факторов роста, которая понуждает неспециализированные эмбриональные стволовые клетки превращаться в специализированные красные кровяные, но это была лишь половина успеха, потому что такое превращение происходило и в экспериментах других исследователей. Настоящий успех был достигнут на втором этапе, когда Ланца поместил полученные таким способом кровяные клетки в среду, состоявшую из соединительной ткани (стромы), подстилающей костный мозг, — этот главный кроветворный орган человеческого организма. Оказалось, что под воздействием этой специфической стромы 65 процентов новообразованных кровяных клеток выталкивают свое ядро наружу и становятся весьма похожими на природные кровяные клетки — прежде всего тем, что столь же эффективно запасают кислород.
Кое в чем, однако, они отличаются от природных — многие из них остаются незрелыми, и находящиеся в них молекулы гемоглобина, к которым присоединяется кислород, имеют несколько иную форму. Неясно также, какова эластичность их мембраны, — а у красных кровяных клеток она весьма эластична, что позволяет им передвигаться по тончайшим сосудам. Наконец, группе Ланцы не удалось получить своим способом самый нужный, резус-отрицательный тип кровяных клеток группы 0, поскольку в тех линиях эмбриональных стволовых клеток, которые разрешены для экспериментов в Соединенных Штатах, группа 0-минус не числится. Тем не менее Ланца убежден, что все эти трудности преодолимы и в ближайшее время можно будет искусственно производить вполне достаточные количества искусственной крови любого типа. Пока же исследователям удалось получить лишь около 100 миллионов клеток, что в десять раз меньше одной порции крови, идущей на обычное переливание.
Возможно, впрочем, что главным препятствием на этом многообещающем пути искусственного производства крови из эмбриональных стволовых клеток станет совсем не количество или стоимость такой крови, а ее происхождение. Противники любых экспериментов с клетками человеческих эмбрионов уже говорят об этической неприемлемости этой работы Ланцы. Сам Ланца говорит, что вместо эмбриональных стволовых клеток в его методе могут быть с успехом использованы индуцированные клетки. Все это требует экспериментальной проверки, но Ланца, несколько забегая вперед, уже рисует радужную картину, как будущая искусственная кровь будет массово производиться из репрограммированных взрослых клеток — скажем, человеческой кожи.
