CC BY
17
РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК
ИНСТИТУТ НАУЧНОЙ ИНФОРМАЦИИ ПО ОБЩЕСТВЕННЫМ НАУКАМ
СОЦИАЛЬНЫЕ И ГУМАНИТАРНЫЕ
НАУКИ
ОТЕЧЕСТВЕННАЯ И ЗАРУБЕЖНАЯ ЛИТЕРАТУРА
СЕРИЯ 8
НАУКОВЕДЕНИЕ
РЕФЕРАТИВНЫЙ ЖУРНАЛ
1999-4
издается с 1973 г. выходит 4 раза в год индекс серии 2.8
МОСКВА 1999
10. Ядерная технология охватывает производство энергетических установок, в том числе атомных реакторов и их деталей, оборудования для разделения изотопов и для изготовления твелов. Используемая в медицине ядерная техника сюда не входит. Библиография 37 названий.
А.Н.Авдулов
99.04.003-011. НОВЫЙ ШАГ В РАЗВИТИИ БИОЛОГИИ И МЕДИЦИНЫ: ВЫДЕЛЕНЫ СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ ЭМБРИОНА ЧЕЛОВЕКА. (Сводный реферат).
99.04.003. Cultured stem cells open new era in biology and medicine Unisci,6 nov.1998, http://Inisci.com./stories/l9984/ 1106981.htm. - 5 p. 99.04.004 WEISS R. A crucial human cell isolated, multiplied. Washington Post, november 6, 1998, - P.A01.
99.04.005. JOSEPH J. Growing the ultmate cell: A finding that could revolutionize medicine. ABCNEWS, com: http://abenews.go. com/sections/living/Daily News/stemcells.htm. - 3 p.
99.04.006. President Clinton's 14 november letter, White House, Washington: http://bioethics.gov/clinton letter.html. -1 p.
99.04.007. National bioechics advisory commission. Cairman Shapiro's letter; http://bioethics.gov/shapiro letter.htnl. - 2 p.
99.04.008. WEISS R. NIH to fund controversal research on human stem cells, Washington Post, January 20, 1999. - P.A02.
99.04.009. MCFARLING U. Promise is great, but ethics are an issue. The Inquirer, January 20, 1999, front page.
99.04.010. STDER L., TABAR V., MCKAY R. Transplantation of expandeg mesencepnalic precursors leads to recovery in Parcinsonian rats, "Nature Neuroscience, vol. 1, № 4, August 1998. - P.290-295.
99.04.011. SPOTTS P. Embrio-based research: advances and argument. The christian science publishing society, 1998. -3 p.: nttm://WWW. csmonitor.com/durable/1998/ll/06/p3sl.htm.
В реферируемых материалах - статьях научных комментаторов ведущих газет и официальных документах - содержатся отклики на появление сообщений о новом шаге в изучении биологии клеток человека, а также оценка этого достижения.
В начале ноября 1998 г. сразу два коллектива американских ученых - из университета Медисона штата Висконсин и из университета Джона Гопкинса (г.Балтимор) - объявили о том, что им
удалось разработать и подтвердить на практике технологию выделения из человеческого эмбриона на ранней стадии его развития (бластоциты) так называемых стволовых клеток (stem cells - СК) -клеток, которые еще не начали дифференцироваться и из которых в ходе эмбриогенеза формируются все органы и ткани человеческого организма. Клетки были выделены (отделены от клеток, из которых впоследствии сформируется плацента) и помещены в особо приготовленный бульон, где они быстро размножались делением, не изменяясь со временем. Процесс их дифференциации, дальнейшего развития был остановлен, и в этом состоянии, делясь и увеличиваясь в числе, они могут существовать сколь угодно долго, другими словами, ученым удалось Получить культуру СК. Обе группы ученых финансировала частная фирма "Герон корп." ("Geron Corp."), базирующаяся в городке Менло-Парк, штат Калифорния.
"Культивированные СК обладают огромными потенциальными возможностями для развития биологии и медицины, поскольку из них в принципе можно получить неограниченное количество любых клеток человеческого организма. Ценность СК для трансплантологии очевидна, так как их генетику можно откорректировать таким образом, чтобы исключить реакцию отторжения со стороны иммунной системы реципиента... кроме того, это открытие обещает важные перемены в создании и апробации новых лекарств, а также в изучении процесса эмбриогенеза и других аспектов фундаментальной биологии" (003, с.1).
"Ученые объявили вчера, что они решили одну из самых сложных проблем биологии, выделив из человеческого эмбриона примитивный вид клеток, которые могут развиваться в любые структурные составляющие человеческого тела, включая мышечную ткань, костную или мозговую" (004, c.AOl).
"Представьте себе день, когда врачи смогут заказать в лаборатории органы и ткани для замены состарившихся или когда они смогут впрыснуть особые "выдающиеся" клетки в больное сердце пациента, чтобы заменить умирающую ткань. Теперь этот день стал на шаг ближе" (005, с.1).
Такого рода восторженными отзывами после 5 ноября были заполнены американские периодические издания и соответствующие страницы Интернета. Как же столь высоко оцениваемые результаты были достигнуты?
Группа ученых университета Медисона, возглавляемая доктором ДжЛ.Томсоном (Thomson ) и состоящая из семи человек, в том числе сотрудника медицинского центра в г.Хайфа (Израиль) работала в тесном контакте с клиникой, занимавшейся в числе прочего искусственным оплодотворением.
После операций остается некоторое количество оплодотворенных и способных сформировать зародыш лишних яйцеклеток, так сказать избыточных ресурсов, созданных в ходе операции. Потенциальным родителям они не нужны, другим бездетным парам тоже. Их либо выбрасывают, либо с согласия доноров используют для исследований, либо консервируют (замораживают) для будущих экспериментов. В настоящее время в клиниках США находится порядка 25 тыс. таких замороженных эмбрионов (011, с.2).
Группа Томсона, заручившись письменным согласием доноров и используя только деньги, полученные от фирмы "Герон корп." провела финальную серию экспериментов, к которым она шла примерно 17 лет, ставя опыты на животных, совершенствуя "бульон" для размножения клеток и т.д. Предосторожности с донорами и с деньгами были необходимы для обеспечения полной законности исследований. В США с 1996 г. действует закон, запрещающий финансирование ИР с использованием эмбриона человека из государственной казны. Томсон заявил, что он работал ¡в лаборатории, где ни один предмет, никакое оборудование, даже электрический провод-удлинитель, не приобреталось на федеральные средства, дабы обеспечить строгое соблюдение установленног ■ конгрессом запрещения.
Свой успех он частично относит на счет возможности пользоваться новым видом питательного бульона, облегчившего выращивание человеческого эмбриона до примерно пятидневного возраста, когда уже можно выделить СК из так называемой внутренней клеточной массы (004, с.З). Томсон также усовершенствовал биохимическую среду, в которой эти клетки растут и делятся, оставаясь в "неангажированном" состоянии. Был момент, когда команда Томсона имела в своем распоряжении более 1 трлн. СК (005, с.1). Их развитие и дифференциация возможны лишь после снятия биохимических ограничителей. Ученым удалось получить пять независимых "линий" клеток из 14 бластоцитов. Они смогли
также наблюдать, как в соответствующих условиях CK начинают дифференцироваться, образуя три начальных слоя - эндодерм, эктодерм и мезодерм - каждый из которых в дальнейшем формирует определенные органы плода. Однако управлять этим процессом ученые пока не умеют, CK дифференцируются, но дифференциация происходит случайным образом и дает смешанные группы клеток (003, с.2). В этой связи вспоминается эксперимент с мышами. Их CK также выделялись, они дифференцировались, и экспериментаторы вводили клетки, которые, по их представлению, вырастали в ткань сердечной мышцы, в сердце взрослой мыши. Часть клеток интегрировалась в мышцу, обновив ее, но одновременно из других введенных клеток стали формироваться иные органы, так что эксперимент дал лишь частично положительный результат.
Университет Медисона подал заявку на патентование технологии, разработанной группой Томсона. Право лицензирования патентов, коль скоро они будут получены, принадлежит фирме "Герон корп". В то же время университет заявил, что он готов бесплатно предоставить CK любой исследовательской группе при условии, что получатель "подпишет соглашение, предусматривающее, что эти клетки не будут использоваться для клонирования человека или для попыток создать химеры-гибриды человека и животных". Теоретически возможность получить такие гибриды путем введения CK человека в развивающийся эмбрион того или иного животного существует.
Вторая из добившихся успеха исследовательских групп (третья аналогичная группа, работающая в калифорнийском университете в Сан-Франциско, несколько отстала) возглавлялась доктором Дж.Герхартом (Gearhart) и шла иным путем, чем висконсинская. Калифорнийцы тоже сотрудничали с гинекологической клиникой, но получали от нее не оплодотворенные яйцеклетки, а небольшие фрагменты человеческого плода, полученные в результате абортов. В тканях этих фрагментов ученые искали и нашли клетки, которые они называют первичными зародышевыми (primordial germ cells - ПЗК) и из которых должны образоваться впоследствии яйцеклетки или сперма. Выделив эти клетки, они поместили их на так называемою "питательную подложку" из клеток соединительной ткани мыши, помещенною в питательный бульон, содержащий особый "фактор роста". Подложка и бульон обеспечили процесс развития ПЗК.
"Отыскать верные составляющие для культивирования этих клеток было непросто, - говорит один из участников группы Герхарта, доктор М.Шамблотт ^ЬатЫоК). - Мы основывались на опыте предшествовавших экспериментов на мышах и стремились добиться клеток, но не допустить их дифференциации" (003, с.З). При соблюдении необходимых условии ПЗК развиваются в плотный кластер настоящих СК. Они обнаружили все необходимые признаки СК - на их оболочках присутствовали характерные для последних маркеры, внутри них содержался полный набор нормальных хромосом и они выделяли типичные для СК энзимы. Кроме того, они были способны многократно делиться, наконец, эти клетки доказали свою идентичность СК (и данное доказательство было решающим) тем, что продемонстрировали способность развиваться, формируя упоминавшиеся выше три начальных слоя. Присутствие этих слоев в спорадически возникавших в культуре небольших, размером 1/8 дюйма уплотнений несколько более продвинутых клеток было подтверждено иммунохимическими и иными тестами. Герхарт считает, что полученные им клетки полностью эквивалентны клеткам, которые получила группа Томсона. "Сами по себе СК бесполезны, - считает М.Шамблотт, - их наиболее близким ценным применениям, по всей вероятности, станет формирование тканей, которые клиницисты смогут терапевтическими методами трансплантировать в организм, чтобы заменить больные или отмирающие клетки, по для этого необходимо прежде научиться получать СК следующего уровня, более специализированные" (003. с.3-4). "Потенциал этих уникальных клеток в плане биологических и медицинских исследовании громаден", - считает д-р Герхарт. - Они вскоре позволят нам изучать процессы, происходящие в человеческом организме, те, которые мы до сих пор изучать не могли. Вместо того чтобы полагаться на мышей и других поставщиков тканей, заменявших в эксперименте ткани человека, мы будем располагать уникальными ресурсами и сможем начать использовать их в медицинской практике" (003, с.4).
Несмотря на то что достигнутые группами Томсона и Герхарта результаты пока еще далеки от конкретного применения и потребуется, по оценкам специалистов, не менее 5-10 лет, для того чтобы пройти путь от описанных экспериментов до клиники, эти результаты вызвали бурную реакцию не только со стороны научной
общественности, но и в правительственных и парламентских кругах США. Обсуждение концентрируется на двух моментах: есть ли реальная опасность создания химер и не следует ли, учитывая несомненный медицинский потенциал СК, вывести связанные с ними ИР из-под запрета на эксперименты с человеческим эмбрионом, т.е. разрешить финансировать такие ИР из государственной казны, что безусловно позволит резко ускорить работы.
Через полторы недели после объявления об успехах биологов в получении культуры СК 14 ноября 1998 г. президент Клинтон обратился с письмом к Г.Шапиро, председателю Национальной консультативной комиссии по биоэтике. Оба упомянутых выше вопроса в письме отражены. "Поступившее на этой неделе сообщение о получении эмбриональных стволовых клеток, которые являются частично человеческими, а частично коровьими1, вызывает в высшей степени серьезные этические, медицинские и юридические опасения, - говорится в письме. - Я крайне обеспокоен этой новостью об экспериментах, включающих в себя смешивание особей человека и животных, поэтому я предлагаю комиссии рассмотреть возникающие в этой связи проблемы на вашем заседании на следующей неделе и доложить мне результаты как можно скорее.
В то же время я понимаю, что другие формы исследований СК вызывают и иные этические проблемы, обещая одновременно крупные продвижения в области медицины. Четыре года тому назад я издал указ, запрещающий использование бюджетных средств для создания эмбрионов человека в чисто исследовательских целях, конгресс затем принял более широкий закон, запрещающий всякие исследования этих эмбрионов в государственных лабораториях. В то время потенциальные выгоды исследования С К были гипотетическими, хотя острота связанных с этими ИР вопросов не сгладилась, ныне представляется вполне реальным добиться позитивных результатов в борьбе с такими неизлечимыми сегодня
1 В реферируемых статьях упоминаний об этом нет, хотя известно из других источников, что эксперименты по использованию оболочки яйцеклетки коровы вместо женской яйцеклетки для имплантации полного набора хромосом человека и получения эмбриона проводились. Целью их было не скрещивать особи, а найти более дешевую и доступную "камеру" для выращивания эмбриона человека.
заболеваниями, как сердечно-сосудистые заболевания, рак, диабет и болезнь Паркинсона. Имея это в виду, прошу также чтобы комиссия внимательно изучила данный вопрос, взвесив его этические и медицинские аспекты" (006).
В ответном письме председатель комиссии сообщает ее мнение относительно поставленных президентом вопросов. Разумеется, комиссия считает недопустимыми попытки создать гибриды человека и животных. Что касается упомянутых президентом экспериментов, то их цели и результаты еще неизвестны широкой научной общественности. В предварительном порядке можно отметить, что имевшие место опыты по скрещиванию далеких видов животных не вызывали беременности. В общепринятом понимании эмбрион - это организм на ранней стадии развития, который потенциально может развиться в нормального ребенка, если будет пересажен в матку женщины. Пока нельзя утверждать, что комбинация клетки человека и оболочки яйцеклетки животного является таким эмбрионом. Кроме того, получаемые таким образом гибридные клетки не следует путать с СК эмбриона человека. Сами по себе добытые из эмбриона СК не могут развиться в ребенка, так что их исследование не вызывает этических проблем того же уровня, что эксперименты по клонированию человека, во всяком случае, они ничего не добавляют к уже известным проблемам. Комиссия также отметила, что комбинирование человеческих клеток и клеток животных имеет место в ходе многих рутинных сегодня и чрезвычайно полезных технологиях лечения гемофилии (получение фактора свертывания крови), диабета (получение инсулина), анемии (получение эритропоцетина), пороков сердца (получение сердечных клапанов для трансплантации). В перспективе такого рода комбинации могут привести к преодолению реакции отторжения при трансплантации органов, причем без использования человеческого эмбриона и без рискованных процедур извлечения женских яйцеклеток (005). При всем при этом комиссия проявляет очень большую осторожность в своих оценках, постоянно подчеркивая их предварительный характер и недостаточность имеющегося опыта для окончательных выводов.
Тем не менее пусть и предварительное заключение комиссии, видимо, оказало влияние на позицию администрации по вопросу о финансировании исследований СК. В январе 1999 г. директор Национальных институтов здоровья (НИЗ) Г.Вармус (УагЫш)
объявил на заседании комиссии по биоэтике, что его организация намерена финансировать указанные ИР. Юридическая служба НИЗ тщательно проанализировала эту проблему и считает, что "исследования клеток, подобных эмбриональным, не есть исследование эмбриона как такового. Следовательно, объявленный конгрессом запрет четырехлетней давности на исследования СК не распространяется" (008, c.AOl). НИЗ собирается начать финансирование, как только будут выработаны необходимые правила. "СК не могут развиться в человеческий плод, даже если их ввести в матку. Таким образом, разрушение таких клеток не является разрушением эмбриона", - заявляет главный юрист НИЗ С.Рабб (Rabb) (там же, с.З). Точная формулировка принятого конгрессом закона запрещает расходовать бюджетные средства на ИР, в ходе которых "эмбрионы человека уничтожаются, выбрасываются или заведомо подвергаются риску повреждения или смерти" (008, с.2). Эта формулировка ничего не говорит прямо о СК, так что формально они под нее не подпадают. Однако в конгрессе и за его стенами такой подход безусловно вызовет противодействие со стороны противников абортов, клонирования и всего, что идет, по их мнению, в разрез с законами, установленными Богом и природой. Например, РДорфингер (Doerfinger), представитель национальной конференции католических епископов, базирующейся в Вашингтоне, уже заявил, что "администрация Клинтона пытается теперь окольным путем добиться того, что конгресс запретил делать прямо -финансировать исследования в ходе которых эмбрионы человека создаются и разрушаются" (008, с.2). Противники этих ИР считают также, что подключение государственных институтов создает рынок для СК и тем самым вызовет "массовое" уничтожение эмбрионов.
Сторонники же изучения СК опровергают этот довод тем, что сегодня в наличии имеется столько этих клеток, притом размножающихся практически неограниченно, что никакого увеличения fx "производства" в связи с исследованиями в гослабораториях не потребуется. Одновременно сторонники прогресса биологии акцентируют медицинские потенции работ с СК. "Я постоянно думаю о том, что каждый день, который мы теряем из-за запрета, стоит многим людям жизни", - заявил, например, на слушаниях этого вопроса в подкомитете сената член этой палаты, республиканец от штата Пенсильвания, А.Спектер (Specter ) (009,
с.2). Такого же мнения сенатор-демократ от Айовы Т.Харкин (Тот Harkin) (008, с.А02), исполнительный директор Ассоциации исследования старения Д.Перри (Daniel Perry) и многие другие политические и общественные деятели, не говоря уже об ученых. Окончательное слово конгресс скажет при утверждении бюджета на 2000 фин. год В проект этого бюджета НИЗ вносит несколько миллионов долларов на изучение СК (009, с.2).
Тем временем в научном мире США происходят события, которые могут повлиять на судьбу спорных исследований. Так, летом 1998 г. в журнале "Nature neuroscience" группа ученых национального института неврологических расстройств и инсультов в г.Бестеда, штат Мэриленд опубликовала статью, в которой приводятся результаты исследования воздействия СК крыс на болезнь Паркинсона у этих животных. Они вырастили культуру полученных из мозга эмбриона крысы (т.е. частично дифференцированных, способных образовывать только ткани головного или спинного мозга) нервных стволовых клеток в своей лаборатории и показали, что эти клетки способны образовывать определенный вид нейронов, тех, что ответственны за "производство" допамина. Допамин - это важный нейротрансмитгер, и утеря клеток, его выделяющих в одном из участков головного мозга ведет к заболеванию, симптомы которого наблюдаются при болезни Паркинсона. После того как клетки размножались в течение 6-8 дней, фактор роста убрали и позволили клеткам образовать сферические сгустки нейронов. Нейроны внутри этих сфер начали организовывать функциональные связи друг с другом и выделять допамин и другие виды нейротрансмиттеров. Далее эти скопления были впрыснуты в мозг крыс, у которых предварительно был удален участок одного из полушарий, ответственный за производство допамина. Симптомы болезни Паркинсона у подопытных животных начали постепенно сглаживаться. У большинства крыс через 80 дней после инъекции моторные функции восстановились на 75%.
Конечно, до клинических испытаний на людях необходимо еще многое выяснить и доработать. Надо, в частности, научиться размножать первые СК так, чтобы число их росло не в 10 или 100 раз, как сейчас, а в 10000 раз. Надо детально изучить поведение клеток в мозгу после инъекции, условия их интеграции в уже имеющиеся ткани и правильного функционирования, может ведь получиться так,
что, будучи введены больному, эти CK умрут или установят неверные связи, или даже образуют опухоль, если не будут точно соблюдены необходимые для успеха трансплантации условия. По мнению авторов статьи, на эти работы уйдет еще два-три года. Но если все будет благополучно, клиницисты получат прекрасный источник нервных CK, никак не связанный с выращиванием и разрушением эмбриона человека. "Мы открыли дверь, - говорит участник работ, доктор Маккей, - но пока еще неясно, может ли через нее проехать трейлер".
Что же касается первых CK, полученных из человеческого эмбриона, то они уже проходят клинические испытания, будучи трансплантированы более чем 200 пациентам (там же).
АЛ.Абдулов
99.04.012. КИТАЙ: НАУКА, ОБРАЗОВАНИЕ, ОБЩЕСТВО, КУЛЬТУРА.
Wissenschaft, Bildung, Gesellschaft, Kultur // China aktuell. - Hamburg, 1998. -Jg.27, N 11. - S.1208-12I0.
В редакционной статье журнала "Китай сегодня", выходящем в Гамбурге, рассматриваются некоторые аспекты научной и культурной жизни современного Китая.
В настоящее время в Китае большое значение придается развитию перспективных исследований. Так, совсем недавно при университете Тяньин был основан новый институт, занимающийся биологическими науками и биотехнологией. Он состоит их трех исследовательских центров - биомедицины, биотехнологии и биологической информации. В этот исследовательский проект было инвестировано порядка 10 млн. юаней.
Китай старается развивать биологические науки с удвоенной энергией, что может в следующем столетии вывести его на одно из первых мест в мире. Особое развитие получили исследования в области генетики. В общем по стране действуют 30 лабораторий, работающих с человеческим геном. К 2005 г. ученые надеются расшифровать все 100 тыс. человеческих генов.
Широко сотрудничая со многими странами в этой сфере, китайское государство стремится сохранить свои собственные биологические ресурсы. Так, недавно один из известных ученых биологического факультета Пекинского университета потребовал
