Химеры от природы. Человек с двумя ДНК. Химеризм — редкая болезнь или инстинкт самосохранения? Чем человек химера отличается от обычного человека

МОСКВА, 18 апр — РИА Новости, Татьяна Пичугина. Для ученых не составит труда скрестить между собой двух и более живых существ, а также особей разных видов. Уже есть химеры амфибий, грызунов, приматов, человека. РИА Новости разбирается, для чего исследователи создают биологических монстров и какие в связи с этим возникают этические вопросы.

Объятия эмбрионов-близнецов

Химеры древней мифологии — это, как правило, божества: полулюди-полуживотные. Таков Минотавр, которого греки изображали в виде человека с головой быка, или Фавн — человек с козлиными ногами. Египтяне представляли себе бога Анубиса как человека с головой шакала. Современная наука умеет выявлять среди людей настоящих, живых химер, чей организм содержит клетки разных индивидов.

К рождению химеры приводят случайные сбои в самый ранний период развития эмбриона, например, когда две яйцеклетки оплодотворяются двумя сперматозоидами и сливаются в один эмбрион. В результате младенец получает клетки еще одного человека — своего неродившегося близнеца. Это называют тетрагаметическим химеризмом, подчеркивая, что в формировании организма участвовали четыре разные половые клетки: две отцовские и две материнские.

Определить человека-химеру можно только с помощью серии генетических тестов, в которых сравнивают ДНК из разных тканей — крови, волос, слюны, половых органов. Неслучайно большинство случаев природного химеризма среди людей зафиксировали судебные криминалисты.

Внешне распознать людей-химер невозможно, за исключением межрасовых потомков, цвет кожи которых напоминает мозаику, или истинных гермафродитов — полумужчин-полуженщин. Так, в штате Техас в США родился ребенок, половина которого принадлежала девочке-мулатке, половина — чернокожему мальчику.

Иногда химеризм распознают, когда ищут причины бесплодия. Выясняется , что внутри человека развиваются вторые половые органы. Их удаляют хирургическим путем, а процедура ЭКО решает проблему с зачатием ребенка.

Нередко беременные женщины обмениваются клетками с собственным плодом через пуповину. Врачи называют это микрохимеризмом и считают, что это состояние проходит спустя несколько лет. Однако генетические тесты показали: в некоторых случаях материнский организм сохраняет клетки ребенка всю жизнь.

Химера из стволовых клеток

Успешная трансплантация органов — не что иное, как создание химеры, ведь человек потом живет с чужим органом и чужой ДНК. Пересадка органов — порой единственный способ спасти жизнь, и на нее соглашаются, даже если последствия непредсказуемы.

Чтобы уменьшить риск отторжения органа, ученые предлагают выращивать его из собственных клеток пациента, только в другом организме, например в свинье, чей метаболизм во многом схож с человеческим. Это означает, что нужно создать химеру, то есть внедрить клетки человека в организм другого существа.

Донор для самого себя: как вырастить стволовые клетки Что такое стволовые клетки, как они влияют на жизнь человека и какие заболевания можно вылечить с их помощь? На эти и другие вопросы в интервью проекту "Социальный навигатор" ответил профессор кафедр стволовых клеток и регенеративной биологии Гарвардской медицинской школы Деррик Росси.

Открытие плюрипотентных стволовых клеток значительно упростило технологию. Эти клетки образуются на раннем этапе развития эмбриона. Они могут долго пребывать в неоформленном состоянии, но также способны сформировать любой орган или ткань во взрослом организме. Их внедряют в эмбрион животного, который затем подсаживают в суррогатную самку, и ждут рождения существа-химеры. Помимо того что использование плюрипотентных клеток из эмбриона человека вызывает серьезные этические сложности, их количество в принципе ограниченно. Однако в трансплантологии эту проблему решают, перепрограммируя зрелые клетки взрослого человека обратно в плюрипотентные.

Химера в чашке Петри

В середине 1980-х британские ученые создали химеру из козы и овцы. Получившееся существо было покрыто частично козлиной шерстью, частично овечьей. Затем последовали опыты по скрещиванию двух тритонов с разной пигментаций, курицы и куропатки, крысы и мыши. В 2012 году в лаборатории генетика Шухрата Миталипова из Орегонского университета науки и здоровья (США) создали трех макак-резусов, содержавших клетки шести родителей.

Одновременное присутствие клеток разных генотипов в организме – это химеризм. У человека он имеет несколько видов и причин появления, рассмотрим это детальнее.

В греческой мифологии химера представлена чудовищем с козлиным туловищем, головой и шеей льва и змеиным хвостом. На сегодняшний день известно около 100 случаев человеческого химеризма. Он никак не связан с мифологией и основан на специфической мутации генов в процессе зачатия и развития эмбриона. Патологическое состояние имеет несколько видов и форм, которые отличаются причинами возникновения.

Биологические химеры могут возникать при кровосмешении двух разных рас. Очень часто это проявляется как распределение разной пигментации на теле. Если происходит полное слияние, то это говорит о кровяной патологии, когда ребенок имеет две нити ДНК. Или близнецы, выросшие в одной утробе, имеют толерантность к группе крови друг друга. Подобный дефект возникает при трансплантации органов и даже при переливании крови.

Код по МКБ-10

Q99.0 Мозаик [химера] 46,ХХ/46,ХУ

Причины химеризма у человека

С генетической точки зрения, мутации возникают из-за присутствия у человека двух и более клеточных нитей, развивающихся из разных зигот. Причины химеризма разнообразны, чаще всего это смешивание крови. Данная патология провоцирует появление кариотипа 46,XX/46,XY. Дефект может быть связан со смешиванием клеток живого и умершего близнецов в материнской утробе или соединением двух зигот в один эмбрион.

Основные причины химеризма у человека:

Тетрагаметический – две яйцеклетки сливаются в одну, но каждая из них оплодотворена разными сперматозоидами. Такое происходит, когда первых стадиях формирования один из эмбрионов поглощает второй. Из-за этого органы и клетки одного организма имеют разный хромосомный набор.
Микрохимеризм – клетки плода проникают в материнскую кровеносную систему и приживаются в ее тканях. Известны случаи, когда иммунные клетки эмбриона излечивали беременную от серьезных заболеваний и повышали сопротивляемость к онкологическим патологиям. Данный процесс работает и в обратном порядке, то есть материнские клетки через плацентарный барьер встраиваются в эмбрион. Основная опасность расстройства в том, что еще в утробе малыш может приобрести материнские болезни.
Близнецовый – это сращивание кровеносных сосудов. Гетерозиготные эмбрионы-близнецы передают друг другу части своих клеток. Это приводит к тому, что ребенок может иметь две нити ДНК.
Посттрансплантационный – возникает из-за переливания крови или трансплантации органов. Собственные клетки организма сосуществуют одновременно с клетками донора. В некоторых случаях клетки донора полностью встраиваются в пересаженный организм.
Трансплантация костного мозга – сама процедура направлена на генетическое преобразование организма больного. С помощью облучения и препаратов, убивают костный мозг больного. На его место вводят донорские клетки. Если по результатам анализов выявлен донорский химеризм, то трансплантат прижился.

Патогенез

Механизм развития химеризма зависит от факторов, которые его спровоцировали. Патогенез классифицируется по таким видам:

Трансплантационные (ятрогенные) химеры
Первичный химеризм

Эмбриональный
Неопределённый

Вторичные мутации

Фето-фетальные химеры («плод - плод»)
Мутации по типу «мать -плод»
Химеры по типу «плод - мать»

Ученым удалось диагностировать тетрагаметическое расстройство, то есть слияние двух яйцеклеток, оплодотворенных разными сперматозоидами. Механизм развития данного состояния указывает на наличие двух нитей ДНК у одного (выжившего) эмбриона. Патогенез микрохимеризма указывает на проникновение клеток младенца в кроветворную систему матери или клеток матери в организм плода.

Еще один вариант развития дефекта – сращивание кровеносных сосудов гетерозиготных близнецов, которые передают друг другу свои генетические данные. Посттрансплантационный возникает при пересадке костного мозга, кроветворных органов и при переливании крови. Также известны случаи лабораторных мутаций (опыты проводились на животных и растениях) по разработанному ученными механизму химеризации.

Симптомы химеризма у человека

Для того чтобы установить, является ли человек химерой, необходимо провести комплексное генетическое обследование. Явные симптомы патологического состояния в большинстве случаев отсутствуют. Конечно, если мутация не имеет внешних признаков.

Химеризм возникает во внутриутробном развитии. Это происходит при слиянии двух оплодотворенных яйцеклеток, одна из которых поглощает вторую, а также при смешении генетической информации эмбриона и матери или как осложнение трансфузионных процедур.

Внешние симптомы химеризма у человека проявляются при кровосмешении разных рас. Это выглядит как разный цвет глаз у ребенка или мозаичная окраска кожи. Но в большинстве случае симптомы выявляют при развернутом анализе крови, который указывает на наличие двух линий ДНК.

Техасский ребенок

Один из самых нашумевших случаев химеризма, известных медицине, это история межрасовой мутации. Техасский ребенок – именно так прозвали данный инцидент. Правая половина малыша была девочкой мулаткой, а левая мальчиком чернокожим. Это пример истинного гермафродитизма с генетически развитыми первичными и вторичными половыми признаками обоих полов в одном теле. Химере провели операцию, придав ему мужской пол, избавив от женских внешних признаков. Разумеется, что генетически, ребенок так и остался двуполым с двумя нитями ДНК.

Еще одна ужасающая история химеризма рассказывает о 11-летней китайской девочке. Из спины ребенка развивается поглощенный ею брат-близнец. Такие мутации происходят в период внутриутробного развития, когда две зиготы (будущие близнецы) сливаются в один организм. То есть фактически в одном теле оказывается два человека со своим набором генов.

Первые признаки

Наличие двух нитей ДНК у одного человека – это первые признаки химеризма. В большинстве случаев мутация не проявляется внешними симптомами. Установить, что человек является химерой можно только с помощью генетического исследования.

Рассмотрим несколько случаев химеризма:

Бостонской учительнице потребовалась пересадка почки. Трое ее детей согласились стать донорами, но генетический анализ указал, что двое из них не являются родными для своей матери. Дальнейшие исследования установили, что у учительницы была сестра-близнец, которая слилась с выжившим зародышем в период эмбрионального развития. То есть учительница оказалась химерой, так как в ее организме живут два разных набора генов, не мешающих друг другу.
Еще один случай выявления химеризма, также произошел при трансплантологии. По результатам анализов, родные дети женщины не являлись генетически ее детьми. Они имели родство только с бабушкой. Поэтому был проведен анализ волос, которые содержали разный генетический материал и подтвердил родственные связи.

, , , , , ,

Формы

Для того чтобы определить, что стало причиной мутации, врач собирает анамнез и проводит множество диагностических генетических анализов.

Генетический химеризм

На ранних сроках беременности, то есть в период формирования эмбриона, может произойти ряд мутаций. Генетический химеризм возникает в тех случаях, когда пара оплодотворенных яйцеклеток сливаются в одну. Каждая из зигот содержит нить родительской ДНК, то есть свой генетический профиль. Во время объединения, клетки сохраняют индивидуальный генетический вид. То есть получившийся эмбрион является комбинацией обоих. В большинстве случаев люди с подобными мутациями имеют иммунную систему, толерантную ко всем генетическим популяциям в организме.

По своей сути такая человеческая мутация является собственным двойником и встречается редко. Для ее определения проводится комплексное генетическое обследование. Анализ ДНК сдают как родители, так и ребенок. Очень часто такие исследования необходимы для установления биологической связи между детьми и родителями, так как у ребенка другой генетический профиль.

Тетрагаметный химеризм

Медицине известны случаи, когда во время сдачи анализов, родители и дети не имеют генетической схожести, то есть биологически они не являются родственниками. Тетрагаметный химеризм возникает при объединении двух близнецов в один при эмбриональном развитии. Один ребенок гибнет, а выживший несет свою и его ДНК.

Такие случаи химеризма могут идентифицировать по нескольким признакам:

Гермафродитизм
Популяция эритроцитов
Мозаичная окраска кожи
Разный цвет глаз

Учеными описан случай, когда во время зачатия генетическая информация к ребенку перешла не отца, а от его погибшего и поглощенного в утробе брата-близнеца. То есть с генетической точки зрения, родителем является умерший брат-близнец. При изучении данного случая, было установлено, что генетический код ребенка и его отца совпадает на 10%.

Биологический химеризм

Одно из загадочных явлений, известных медицине – это сочетание в одном теле нескольких геномов. Биологический химеризм встречается у людей, животных и растений. Если рассматривать данную мутацию у человека, то она происходит в таких случаях:

Сливание двух оплодотворенных яйцеклеток в одну при эмбриональном развитии.
Пересадка органов, костного мозга, переливание крови.
Кровосмешение разных рас.

Возможно полное слияние, когда два плода, растущих в одной утробе, используют одну плаценту и имеют толерантность к крови друг друга. То есть при необходимости им можно делать переливание крови друг друга, так как реакция отторжения подавлена на генетическом уровне. Внешне биологическая мутация проявляется как разные по цвету радужки глаз у одного человека или сочетание нескольких цветов кожи (как правило, имеют мозаичное расположение).

, , , ,

Кровяной химеризм

Еще одно удивительное явление в медицине – это две группы крови у одного человека. Кровяной химеризм возникает из-за генетической мутации при внутриутробном развитии. В природе существуют такие группы крови: О (I), А (II), В (III) и АВ (IV).

Кровь группы А разносит антиген (побуждает организм вырабатывать антитела) А и антитела В.
Кровь группы В переносит антиген В и антитела А.
Группа АВ содержит оба вида антигенов, но не имеет антител.
Группа А имеет оба вида антител, но не имеет антигенов.

Исходя из этого группа А совместима с А и О, В с В и О. Уникальными реципиентами являются обладатели АВ, так как их биологическая жидкость совместима со всеми имеющимися группами. Универсальным донором выступает группа О, но совместима она только с такой же группой О.

Исходя из курса анатомии, известно, что живой организм может иметь только одну из них. Так как иммунные клетки не принимают чужую кровь, вызывая реакцию отторжения во время переливания. Исключением из данного правила являются кровяные химеры. Такие люди имеют два разных типа крови и ткани, производящие кровяные тельца обоих типов. Подобная патология встречается как среди людей, так и у животных. Все известные химеры – это близнецы. Кровь делится между двумя эмбрионами, они обмениваются тканями, которые производят кровь, а реакция отторжения подавлена.

, , , , , , , , , , ,

Неполный эритроцитарный химеризм

Существуют естественные и искусственные факторы, провоцирующие появление неполного эритроцитарного химеризма:

У дизиготных близнецов из-за обмена гемопоэтическими клетками с помощью сосудистых анастомоз возникают естественные мутации.
Искусственный химеризм образуется при аллогенной трансплантации костного мозга и после переливания крови. Это происходит из-за элиминации донорских эритроцитов и возвращения к исходной группе крови. При пересадке органов или костного мозга происходит замена собственных эритроцитов пациента на донорские.

Для неполного химеризма характерно наличие у реципиента донорских и аутологичных эритроцитов. Данный тип представляет собой транзиторную циркуляцию эритроцитов донора, которые начли репопулировать или пассивно перелиты с костным мозгом.

Такое патологическое состояние вызывает опасения. Это связано с неустановленными физическими изменениями в организме реципиента. Кроме того, химеризм может стать причиной психологических проблем. Так как не все пациенты готовы принять свою измененную анатомию и физиологию.

Посттрансфузионный химеризм

Трансфузиология – это наука об управлении организмом через целенаправленное воздействие на морфологический состав крови путем переливания. Посттрансфузионный химеризм возникает при смешивании двух разных групп крови, когда донорские клетки полностью замещают или сосуществуют с генетическим кодом реципиента. Данную патологию можно назвать осложнением переливания или трансплантации.

Выделяют такие трансфузионные средства:

Кровь и ее компоненты (эритроциты, лейкоциты, тромбоциты, плазма).
Кровезаменители – лечебные растворы, применяемые при нарушении функций крови, для ее нормализации или замещения.
Пересадка костного мозга и органов кроветворения.

Посттрансфузионный химеризм может возникать из-за наличия лейкоцитов в донорской крови. Если из биологической жидкости или эритроцитарной массы убрать лейкоциты, то риск посттрансфузионного химеризма, аллоиммунизации и других осложнений минимален.

Осложнения и последствия

Одна из опасностей химеризма – это неконтролируемые процессы в человеческом организме. Последствия химеризации могут быть связаны с посттрансфузионными процедурами или патологиями во время внутриутробного развития.

Кроме того, химеризм ставит под вопрос правдивость ДНК тестов и многих судебных дел. Из-за генетического расстройства возникает много проблем с установлением отцовства. Также существует определенный процент пар, которые бесплодны по причине мутации.

Наличие двух нитей ДНК у одного организма может вызвать ряд осложнений. Прежде всего, это связано с физическими патологиями. Науке известен ряд случаев, когда рождались дети с разным цветом глаз, мраморной пигментацией или дополнительными конечностями от поглощенных в период эмбрионального развития близнецов.

Еще одно осложнение данной мутации в том, что при необходимости пересадки органов и выборе родственного донора, выявляется генетическое несоответствие. Это вызывает множество вопросов и осложняет процесс трансплантации. После пересадки могут произойти изменения в структуре волос, группе крови и резус-факторе.

Известен случай, когда пациенту страдавшему СПИДом и лимфомой провели трансплантацию костного мозга. Донором оказался носитель мутации, которая обеспечивала устойчивость к вирусу. После пересадки реципиент передал ее вместе с костным мозгом. Это привело к тому, что пациент полностью излечился от своих заболеваний.

, , , , , , , , ,

Диагностика химеризма у человека

Как правило, диагностика химеризма проводится с помощью анализа на ДНК, то есть теста на определение родственных связей. Выбор данного исследования объясняется тем, что на клеточном уровне дефект представляет собой смешение двух генотипов в одном организме.

Для обследования используют высокотехнологичные молекулярные методы. При подозрении на химеризм, пациента ждет комплекс анализов, инструментальная и обязательная дифференциальная диагностика. Врач узнает о семейном анамнезе, то есть наследственной предрасположенности к мутациям.

Применение того или иного метода зависит от наличия информации о возможном типе расстройства. Анализы при подозрении на химеризм, направлены на генетическое исследование крови и ДНК. Используются скрининговые и детекционный лабораторные методы, рассмотрим их:

Мутационный скрининг – применяется в том случае, когда характер мутации неизвестен, но семейный анамнез позволяет предположить наличие генной перестройки.

Анализ макроперестроек ДНК-блоттингом.
Гетеродуплексный анализ.
Анализ полиморфизма конформации одноцепочечной ДНК.
Электрофорез двухцепочечной ДНК в градиенте денатуранта.
Денатурирующая высокоэффективная жидкостная хроматография.

Химическое обнаружение неспаренных нуклеотидов – детекция мутаций основана на денатурировании контрольного образца с нормальным ДНК. Пробы охлаждают, формируя дупрексы, часть которых будет иметь неспаренные основания, указывающие на мутацию.

Защита от рнказы.
Скрининг.
Детекция мутаций.

Вышеописанные анализы применяют при молекулярном исследовании ДНК на различные генетические патологии, мутации, в том числе и химеризм.

Инструментальная диагностика

При подозрении на химеризм пациента ждет целый комплекс различных диагностических процедур. Инструментальная диагностика необходима для изучения состояния и строения внутренних органов и других структур организма. Так как известно, что при химеризме кроветворные органы (костный мозг, тимус, селезенка, железы внутренней секреции и другие) вырабатывают кровь с различными аллелями ДНК.

Пациенту проводят скрининговые исследования, КТ, МРТ, ультразвуковую диагностику и другие процедуры. В большинстве случаев детальная инструментальная диагностика необходима при трансплантации органов или переливания крови, когда пациент хочет выступать в роли донора или реципиента.

Жительницу США Лидию Фэйрчайлд ожидал неприятный сюрприз, когда после развода она обратилась за социальным пособием. Ее мужу пришлось подтверждать отцовство анализом ДНК - и последний показал, что как раз Лидия не является матерью двоих общих детей (а заодно и третьего, которым она в это время была беременна). Сначала возникло предположение, что причина - пересадка тканей или переливание крови, однако ни женщина, ни дети не подвергались.

Штат подал иск о мошенничестве. Положение спас адвокат миссис Фэйрчайлд - он предоставил суду статью из «Медицинского журнала Новой Англии»:

52-летней бостонской учительнице Карен Киган требовалась трансплантация почки. Трое ее сыновей согласились быть донорами, однако при генетическом анализе оказалось, что двое из них не родственники собственной матери! Исследования установили массу интересных фактов: в частности, выяснилось, что у Карен была сестра- близнец, которая на ранней фазе эмбрионального развития слилась с выжившим зародышем. Бостонская учительница оказалась химерой - существом, в чьем организме присутствуют, не мешая друг другу, ткани с разными наборами генов.

В прецеденте с миссис Фэйрчайлд все оказалось еще сложнее - ДНК детей Лидии доказывало лишь родство с их бабушкой, матерью миссис Фэйрчайлд. Разобраться удалось лишь благодаря анализу волос, причем волосы на голове и лобке женщины содержали разный генетический материал. Миссис Фэйрчайлд вышла сухой из воды, а ее истории в 2006 году посвятили передачу «Мой близнец во мне».

Официально зафиксировано около сорока случаев химеризма, фактически же их гораздо больше. С высокой вероятностью химерой был знаменитый маньяк Чикатило, у которого не совпадали данные по группе крови и по сперме. Иногда химеризм случайно всплывает при попытках экстракорпорального оплодотворения или искусственной инсеминации: ученые из Германии описали пациентку, у которой в организме 99% клеток содержало женский хромосомный набор XX и 1% - мужской, XY. Как оказалось, ее брат-близнец умер при рождении, но его клетки жили в организме сестры.

И это лишь случаи, донесенные до широкой медицинской общественности.

Лапы, крылья и хвост

Термин «химера» взят из греческой мифологии - это «составное» чудовище с телом козы, головой льва, змеиным хвостом и т. д. Порождено оно уродливыми монстрами - полуженщиной-полузмеей Ехидной и великаном Тифоном, убито же, по одной из версий, героем Беллерофонтом. В биологии химера, как уже говорилось, - существо с разнородным генетическим материалом, сосуществующим в одном организме. Первым термин ввел в 1907 году немецкий ботаник Ганс Винклер, назвав химерами растения, полученные в результате прививки паслена на черенок томата. Объяснил природу явления другой ботаник - Эрвин Баур. А первое «сложносочиненное» животное было сконструировано в 1984 году - искусственная «мозаика» овцы и козы, детеныш четырех родителей, часть клеток которого содержала овечий геном, а часть - козий.

Химеризм у растений - результат природных мутаций или прививок, когда ветка растения одного вида подсаживается к стволу другого. Эксперименты Лютера Бёрбанка со знаменитым Russet Burbank, сортом картофеля, который сейчас составляет до 50% урожая картофеля в Соединенных Штатах Америки, бескосточковыми сливами и айвой с запахом ананаса в большинстве своем были созданием Франкенштейнов в мире растений.

Тем же занимался знаменитый Мичурин, который со всей обстоятельностью изучал, как влияет подвой (молодое растение, на которое подсаживают чужой черенок) на урожайность, жизнеспособность и другие свойства привоя. Реакция «трансплантат против хозяина», из-за которой столь опасны пересадки органов у людей и животных, растениям, в общем, несвойственна. Единственная сложность - зеленые химеры, как правило, не передают свои качества по наследству, размножать их приходится вегетативным путем.

Химеризм у млекопитающих может быть следствием нескольких процессов, как естественных, так и искусственных. Первый - так называемый тетрагаметический химеризм, когда воедино сливаются две яйцеклетки, каждая из которых оплодотворена своим сперматозоидом, или два эмбриона на ранних стадиях развития, вследствие чего разные органы или клетки такого организма содержат разный хромосомный набор. Истории с «поглощенным близнецом» - типичный пример такого химеризма.

Второй - микрохимеризм. Клетки младенца могут проникать в кровеносную систему матери и приживаться в ее тканях (фетальный микрохимеризм). Например, иммунные клетки плода могут (во всяком случае на несколько лет) вылечить мать от ревматоидного артрита, помочь восстановить сердечную мышцу после развившейся во время беременности сердечной недостаточности или повысить сопротивляемость материнского организма онкологическим заболеваниям. И наоборот, клетки матери проникают через плацентарный барьер к плоду (материнский микрохимеризм). Не без его помощи формируется система врожденного иммунитета: иммунная система плода «натаскивается» на сопротивление болезням, иммунитет к которым выработался у матери. Оборотная сторона этой медали - то, что ребенок еще в утробе матери может стать жертвой ее собственных заболеваний. В частности, такое аутоиммунное заболевание, как волчанка новорожденных, часто встречается у детей, матери которых болеют системной красной волчанкой.

Третий вариант природного химеризма - «близнецовый», когда из-за сращения кровеносных сосудов гетерозиготные близнецы передают друг другу свои клетки (не с одинаковыми, как у гомозиготных, а с так же, как у родных братьев и сестер, различающимися наборами генов). Так стала химерой упомянутая выше пациентка из Германии.

Следующий вариант химеризма - посттрансплантационный, когда после переливания крови или пересадки органа в организме человека собственные клетки сосуществуют с клетками донора. Очень редко, но случается, что клетки донора полностью «встраиваются» в организм реципиента - так, несколько лет назад у одной австралийской девочки после пересадки печени навсегда изменилась группа крови.

Последний вариант - трансплантация костного мозга, при которой врачи прилагают все усилия, чтобы сделать из пациента химеру и заставить пересаженные клетки работать вместо хозяйских.

Собственный костный мозг больного убивают облучением и специальными препаратами, вводят на его место донорские кроветворные клетки и ждут. Если анализы выявляют донорский химеризм - все счастливы, процесс идет, а если удастся справиться с отторжением трансплантата, есть шансы на выздоровление. А вот возвращение «родных» клеток означает скорый рецидив болезни.

Лабораторные химеры

История химерных зародышей началась с бычков доктора Рэя Оуэна и цыплят доктора Питера Брайана Медавара, благодаря которым удалось разработать механизм химеризации.

Телята и цыплята Оуэн первым обратил внимание, что у телят-близнецов в организме прекрасно сосуществуют клетки с разнородным генетическим материалом, и причина тому - сращение кровеносных сосудов. А доктор Медавар сперва сращивал выпиленными в скорлупе «окошками» куриные яйца, затем ставил эксперименты по введению культур клеток уток в куриные зародыши, затем начал соединять кровеносные системы зародышей цыплят и, наконец, сформулировал термин «иммунологическая толерантность» - готовность организма принять чужие клетки. Он первым подсадил зародышам мышат одной чистой линии клетки зародышей другой, а затем пересаживал выжившим химерам лоскуты кожи, чтобы продемонстрировать: пересаженные биоматериалы сохраняют свойства родного организма и при этом не отторгаются. Ученые Чикаго и Ливерпуля сконструировали в лабораториях химеры лесных и домашних мышей, введя дополнительный генетический материал в зародыши на стадии бластоцисты.

Мышата оказались вполне жизнеспособными: более активными, чем домашние мыши, но менее активными, чем лесные. В России успешно выращивали куриных химер - белых леггорнов с рыжими хвостами родайлендов.

Игрушечные человечки

Еще один вариант создания химер - введение человеческой ДНК в яйцеклетку животного. Генетический материал цибридов - клеточных гибридов - практически полностью является человеческим, от животного они получают только митохондриальную ДНК. Правда, попытки довести гибридные эмбрионы до рождения химер на современном уровне науки обречены на провал; к тому же клонирование человека и тем более создание человеко-животных химер законодательно запрещены во всех развитых странах. Да и нет никакого смысла в таких сложных экспериментах. Несколько десятков цибридных эмбрионов, созданных с чисто исследовательскими целями, были уничтожены через несколько дней после начала деления яйцеклетки.

Доктора и гомункулы

Ученым понадобилось около двадцати лет (с момента первой успешной операции доктора Томаса), чтобы научиться подбирать доноров и реципиентов, совместимых по лейкоцитарным антигенам человека - белкам, несовпадение которых запускает каскад молекулярных реакций, приводящих к отторжению трансплантата, и бороться с отторжением с помощью препаратов, подавляющих иммунитет. К 1990 году было проведено около 4000 пересадок костного мозга - меньше, чем в наши дни проводится за год. Сейчас пятилетняя выживаемость (фактически - выздоровление) при остром лейкозе составляет 65%. Соответственно, появилась возможность наблюдать за неожиданными эффектами химеризма.

К тому, что после пересадки могут измениться группа крови, резус- фактор и структура волос, уже давно готовы и врачи, и родственники больных - но это отнюдь не все.

То, что пересадка костного мозга может излечить даже СПИД, - случайное открытие, везение немецких медиков. Известно, что около 1% европейцев устойчивы к ВИЧ. Некий 42-летний американец, страдающий и лимфомой, и СПИДом, прошел трансплантацию костного мозга, чтобы избавиться от одной из своих болезней. И неожиданно для всех (включая врачей) исцелился от обеих - его донор оказался носителем мутации, обеспечивающей устойчивость к вирусу, и передал ее реципиенту вместе с костным мозгом.

Ноу-хау XXI века - разработки по внутриутробной клеточной терапии. Стволовые клетки крови вводятся плоду, страдающему иммунодефицитом, талассемией, гранулоцитозом - и теоретически ребенок должен родиться здоровым. Практически удалось добиться эффекта лишь у плодов с иммунодефицитом, во всех остальных случаях даже при минимальном химеризме болезнь не отступала. На животных активно проводятся опыты по комплексной терапии: сперва «выключают» иммунитет плода, а затем проводят пересадку. Но до экспериментов на людях пока далеко.

Химеризм во благо

Медицина поставила возможности химеризма себе на службу еще до того, как это явление было изучено во всей полноте. В 1940 году была проведена первая попытка трансплантации больному апластической анемией костного мозга его брата. В 1958 году пересадкой костного мозга в Париже лечили шестерых югославских физиков, пострадавших при аварии на АЭС, пятеро из них выжили. В 1957 году в США доктору Эдуарду Томасу удалось (после тотального облучения тела) добиться приживления трансплантата у двоих детей, больных лейкозом. Дети вскоре погибли, а через 10 лет из 417 проведенных Томасом трансплантаций успешными оказались только три. В 1968 году была осуществлена полностью успешная трансплантация: ребенку с тяжелым иммунодефицитом ввели костный мозг его брата. Больной выздоровел, став химерой - вместо собственных клеток кровь в организме вырабатывали «братские». А Эдуард Томас в 1990 году получил Нобелевскую премию по медицине.

Новость отредактировал olqa.weles - 28-01-2012, 17:47

Илиаде Гомера описано существо химера , имеющее части тела от разных животных. От этого мифологического монстра произошло название генетического эквивалента - химеризм. Генетический химеризм у людей и животных случается, когда две оплодотворенные яйцеклетки или эмбрионы сливаются на ранней стадии беременности. Когда они сливаются, каждая популяция клеток сохраняет свой генетический характер и получающийся эмбрион становится смесью того и другого.

Химера от природы. Человек с двумя ДНК

Жительницу США Лидию Фэйрчайлд ожидал неприятный сюрприз в процессе развода, когда потребовалось сдать анализ ДНК. Согласно результатам теста, она не являлась матерью собственных двоих детей (а заодно и третьего, которым она в это время была беременна).Сначала возникло предположение, что причина - пересадка тканей или переливание крови, однако ни женщина, ни дети не подвергались операциям. В ходе выяснения обстоятельств адвокат миссис Фэйрчайлд нашел статью из «Медицинского журнала Новой Англии», где была зафиксирована следующая история:

52-летней бостонской учительнице Карен Киган требовалась трансплантация почки. Трое ее сыновей согласились быть донорами, однако при генетическом анализе оказалось, что двое из них не родственники собственной матери! Исследования установили массу интересных фактов: в частности, выяснилось, что у Карен была сестра-близнец, которая на ранней фазе эмбрионального развития слилась с выжившим зародышем. Бостонская учительница оказалась химерой - существом, в чьем организме присутствуют, не мешая друг другу, ткани с разными наборами генов.

В прецеденте с миссис Фэйрчайлд все оказалось еще сложнее - ДНК детей Лидии доказывало лишь родство с их бабушкой, матерью миссис Фэйрчайлд. Разобраться удалось лишь благодаря анализу волос, причем волосы на разных частях тела женщины содержали разный генетический материал.

Официально зафиксировано около 40 случаев химеризма у людей . С высокой вероятностью химерой был знаменитый маньяк Чикатило, у которого не совпадали данные по группе крови и по сперме. Иногда химеризм случайно всплывает при попытках экстракорпорального оплодотворения: ученые из Германии описали пациентку, у которой в организме 99% клеток содержало женский хромосомный набор XX и 1% - мужской, XY. Как оказалось, ее брат-близнец умер при рождении, но его клетки жили в организме сестры.

Существует даже также такое понятие, как кровяная химера - это человек, обладающий сразу двумя группами крови.

Биологические химеры часто всего возникают при кровосмешении двух различных рас , пример чего описывался в учебнике анатомии, когда на теле человека пигментация кожи распределяется по телу мозаично.

Полное слияние происходит, конечно, в идеальных условиях. Как, например, при кровяном химеризме, когда два близнеца, выросших в одной утробе, используют одну плаценту на двоих и имеют толерантность к группе крови брата. Так что им можно заливать не только их группу крови, но и их партнера по утробе, так как при развитии через них обоих прокачивалась кровь матери и близнеца, вызывая подавление реакции отторжения на чужую группу крови. По статистике около 8% близнецов подвержены кровному химеризму.

Встречаются случаи химеризма, когда один из близнецов фактически поглощает другого и тогда появляются такие монстры, как, к примеру, китайская 11-тилетняя девочка, из спины которой развивается её поглощенный брат-близнец, или такой случай, как техасский ребенок - химера , у которого левая половина была черным мальчиком, а правая белой девочкой. Ребенок был прооперирован и его сделали мальчиком, так что он продолжил жизнь уже в этом обличии.

Также интересен случай неожиданного исцеления пациента, страдающего раком и СПИДом, после операции по трансплантации костного мозга. По сути, реципиент также является химерой, поскольку в его теле живет генетический материал донора .

И это лишь случаи, донесенные до широкой медицинской общественности.

Близнецы часто чувствуют, что у них особая связь, но для одной женщины в Калифорнии связь особенно близкая - она ее собственный близнец.

У женщины, певицы Тейлор Мюль - химеризм, то есть два набора ДНК, каждый с генетическим кодом для отдельного человека. У нее был близнец, которого она поглотила во время внутриутробного развития.

Это объясняет большое родимое пятно на торсе. Один бок отличается пигментацией - результат ДНК ее близнеца.

«Я почувствовала облегчение, когда мне это объяснили, потому что впервые в жизни узнала причину этой пигментации», - сказала Мюль. «До этого каждый врач говорил, что это должно быть родимым пятном».

У нее тип химеризма, называемый тетрагаметическим химеризмом. Это может произойти в случаях двуяйцевых близнецов, когда есть два отдельных яйца, оплодотворенных двумя отдельными сперматозодидами, и две зигота «сливаются и образуют одного человека с двумя различными клеточными линиями. Это происходит очень рано в эмбриональном развитии.

В большинстве случаев люди с химеризмом не догадываются об этом. Без конкретных биомедицинских тестов (таких как генетическое тестирование) врачи не могут сказать, что пациент - это «химера». Но могут быть признаки: у некоторых людей с химеризмом «пятнистая» окраска кожи или разноцветные глаза. В некоторых случаях химеризм диагностируется, когда у человека обнаружено два разных типа крови.

Трудно предсказать, как это проявится, или какие ткани будут наиболее затронуты. Но обычно одна линия клеток перерастает другую, поэтому люди в конечном итоге получают большинство своих клеток из одного набора ДНК, а не 50-50, разделенных между клеточными линиями.

В случаях, когда существуют разные наборы половых хромосом (XX и XY), могут быть затронуты внутренние и внешние гениталии человека. Например, это может привести к двум наборам гениталий. Близнец Тейлор Мюль был ее «сестрой», то есть оба набора ДНК содержали женские хромосомы.

Врачи сказали Мюль, что у нее «две иммунные системы и два кровотока», пишет она в своем блоге в марте 2017 года, значит клетки в ее иммунной системе и ее крови имеют два набора ДНК.

Ее химеризм также привел к аутоиммунному состоянию, потому что ее тело видит ДНК своего двойника как «чужое» и реагирует на него, пишет она. И добавила, что у нее есть аллергии на продукты, лекарства, добавки, украшения и укусы насекомых. Мюль был поставлен диагноз химеризма в 2009 году, но только в прошлом году она заговорила об этом.

Ранее сообщалось о некоторых случаях химеризма человека. Например, в 2002 году женщине по имени Карен Киган понадобилась пересадка почки, и врачи были озадачены, когда тесты возможных доноров из семьи показали, что она не может быть матерью двух из трех ее сыновей. Тайна была решена, когда врачи обнаружили, что Киган является химерой - набор ДНК в ее клетках крови отличается от набора в других тканях тела.