Почти 300 лет назад, 13 марта 1720 года родился Шарль Бонне — натуралист и философ, открывший удивительный способ размножения — партеногенез, он же — «девственное размножение». Это форма полового размножения, когда яйцеклетки развиваются без оплодотворения, то есть без контакта с мужскими половыми клетками. Человек не может размножаться партеногенезом. Однако наука стремительно двигается вперед, и о партеногенезе заговорили даже врачи. MedAboutMe разбирался, следует ли считать партеногенез «непорочным зачатием» и как его можно использовать для лечения людей.
Что такое партеногенез?
Как было сказано выше, при партеногенезе яйцеклетка делится самостоятельно, без участия мужской половой клетки. Следует отличать партеногенез от бесполого размножения. У живых организмов есть клетки соматические (клетки тела), а есть половые (сперматозоиды и яйцеклетки). При бесполом размножении новый организм развивается из соматических клеток путем их деления, а впоследствии — почкования, когда новый организм отпочковывается от материнского.
Партеногенез является вариантом клонирования — такого способа размножения, при котором исходный организм является родоначальником клона — организмов из клеток, которые будут повторяться из поколения в поколения.
Как известно, в половых клетках содержится одиночный набор хромосом (гаплоидные клетки), а в соматических — двойной (диплоидные клетки). То есть, у человека в яйцеклетке и сперматозоиде содержится по 23 хромосомы. Яйцеклетка, оплодотворенная сперматозоидом, содержит 46 хромосом, как и клетки тела.
Пчелы, ящерицы и люди
Что происходит при партеногенезе? Ведь в размножении участвует не две половых клетки, а одна, то есть исходная клетка содержит одиночный набор хромосом. У некоторых социальных насекомых (муравьи, пчелы) из оплодотворенных клеток получаются самки, а из неоплодотворенных — самцы (трутни у пчел). Другие виды приспособились разными способами удваивать число хромосом до диплоидного, парного набора — так делают дафнии, некоторые ящерицы и др. Все эти варианты партеногенеза позволяют, во-первых, регулировать численность вида (например, в зависимости от сезона и количества доступной пищи), а во-вторых, изменять соотношение самцов и самок в популяции (например, в экстремальных условиях, когда надо срочно размножиться).
Партеногенез у млекопитающих, к которым относятся и люди — исключительное, но, в принципе, не невозможное явление. При различных стрессовых воздействиях на половые клетки — кислотами, высокими температурами, механическим раздражением и др. — возможно партеногенетическое размножение яйцеклеток. Так ученым удалось заставить делиться даже женские яйцеклетки. В норме получившиеся таким образом бластоцисты погибают, и из них не развивается целый организм. Однако исследователи смогли наладить управление этим процессом у лягушек и кроликов — в результате кролики стали первыми млекопитающими, которых удалось размножить партеногенетическим путем.
Партеногенез и идея непорочного зачатия
Строго говоря, партеногенез — это деление неоплодотворенной яйцеклетки. А сам термин «зачатие» подразумевает под собой контакт двух половых клеток с образованием зиготы, то есть речь идет об оплодотворении и обязательном участии второго объекта. Вопрос «порочности» процесса в данном случае вообще не играет роли. Таким образом, партеногенез — это не зачатие вовсе.
Возможно ли рождение партеногенетического ребёнка?
Собственно, наука уже подобралась к решению этого вопроса довольно близко. Не так давно исследователи из США сообщили об успешном получении полноценных эмбрионов обезьян из яйцеклеток, не прошедших оплодотворение. В эксперименте были задействованы 28 макак, и в 4 случаях ученым удалось добиться успеха путем химического воздействия на яйцеклетку. Возможно, что в скором времени мы услышим о рождении партеногенетических обезьян. И тогда следующим может оказаться человек.
Но тут возникает множество нюансов, как научно-медицинского, так и этического плана. Следует понимать, что в ходе эволюции в процессе формирования той или иной схемы размножения одновременно создавались и, своего рода, барьеры — ограничения, срабатывающие на отклонения от этой схемы. Природу интересуют новые генетические вариации, но они должны быть жизнеспособными и не ухудшать, а улучшать выживаемость вида. Партеногенез, как минимум, не улучшает, а тормозит непрерывный процесс изменений, благодаря которому человек стал доминирующим видом на планете. Так что подобные варианты становятся отклонениями, патологиями и обычно ликвидируются организмом. Неудивительно, что партеногенетические яйцеклетки у человека уже через несколько делений погибают и не участвуют в размножении. Кроме того, спонтанное партеногенетическое размножение неоплодотворенных яйцеклеток у человека может привести к образованию тератомы — опухоли, образующейся в яичниках женщин или в яичках мужчин.
Партеногенез и болезни человека
В партеногенезе заинтересованы, прежде всего, женщины, которые хотели бы иметь ребёнка без какого-либо участия мужчины в этом процессе. Если когда-либо этого удастся добиться, рождаться у них будут только девочки, так как Y-хромосому взять будет неоткуда.
Но у ученых есть свои виды на партеногенез. И связаны они со стволовыми клетками, которые отличаются от обычных тем, что недифференцированы, то есть, из них можно получить разные виды «готовых» клеток, которые при этом не будут отторгаться организмом-хозяином.
Как известно, в организме человека имеется два основных вида стволовых клеток (СК):
- СК взрослого человека.
Такие стволовые клетки остаются в тканях уже после завершения внутриутробного развития. Ученые неоднократно пробовали использовать их для лечения печени и сердца. Предполагалось, что СК будут дифференцироваться в гепатоциты или кардиомициты и смогут заменить собой погибшие клетки органов при циррозе печени или при инфаркте миокарда. Но эффективность их применения оказалась слишком низкой.
- Эмбриональные (фетальные) СК.
По сравнению со взрослыми СК, эмбриональные находятся на более ранней стадии своего развития, а это значит, что дифференцируются они намного легче и лучше. Но это их свойство имеет и "темную" сторону — они намного охотнее трансформируются в опухолевые клетки и приводят к раку, чем взрослые СК. Кроме того, главный источник эмбриональных ЭСК — лишние эмбрионы, оставшиеся после ЭКО, и на этом месте возникает множество этических проблем.
Но рано или поздно ученые придут к консенсусу в области этики и научатся ограничивать «свободу действий» фетальных СК. А пока в 2013 году уже удалось получить партеногенетические стволовые клетки для выращивания кардиомиоцитов и даже целой сердечной мышцы — миокарда.
А чуть ранее, в 2011 году ученые также заявили о возможности лечения партеногенетическими стволовыми клетками таких тяжелых заболеваний, как болезнь Хантингтона, бета-талассемии и рассеянного склероза. Предполагается, что партеногенез можно будет использовать для создания «генетически чистых», не испорченных, так сказать, болезнями стволовых клеток.
Половое размножение у человека и прочих высших видов обеспечивает генетическое разнообразие — именно это позволило нам когда-то взобраться на вершину эволюции. Люди — разные, и за счет случайной комбинации генетического материала мужчин и женщин мы открываем в себе новые возможности для нашего вида. Партеногенез — тупик. Или технология по производству «запчастей» — органов, тканей, может быть даже целых систем. Не более того. Партеногенетическое размножение людей когда-нибудь наверняка будет реализовано, но вряд ли эта технология станет особо популярной. Эволюция не терпит, когда нарушают ее законы.
