V laboratořích mateřské přírody probíhají podivné experimenty: dvojčata se navzájem pohlcují přímo v lůně, matka není matkou svých vlastních dětí a sourozenci se spojují do jediného organismu, aby přežili. Genetici už sto let dohánějí přírodu, ale dodnes ji nedokázali překonat. Máme tedy chimerismus
Bydlící ve Spojených státech, Lydia Fairchildová, měla nepříjemné překvapení, když po jejím rozvodu požádala o sociální dávky. Její manžel musel potvrdit otcovství analýzou DNA - a ta ukázala, že to byla Lydia, která nebyla matkou dvou běžných dětí (a zároveň třetí, s níž byla v té době těhotná). Nejprve bylo navrženo, že příčinou byla transplantace tkáně nebo krevní transfuze, ale nebyla vystavena ani žena, ani děti.
Stát podal žalobu na podvod. Advokát paní Fairchildové situaci zachránil - poskytl soudu článek z časopisu New England Journal of Medicine:
52letá učitelka z Bostonu Karen Keegan vyžadovala transplantaci ledvin. Tři z jejích synů souhlasili s dárci, ale genetická analýza ukázala, že dva z nich nejsou příbuznými své vlastní matky! Výzkum prokázal řadu zajímavých faktů: ukázalo se, že zejména Karen měla sestru dvojčat, která se v rané fázi embryonálního vývoje spojila s přežívajícím embryem. Bostonský učitel se ukázal jako chiméra - bytost, v jejímž těle jsou tkáně s různými sadami genů, aniž by se navzájem rušily.
V precedensu s paní Fairchildovou se ukázalo, že všechno bylo ještě komplikovanější - DNA dětí Lydie se ukázala jako příbuzná s babičkou, matkou paní Fairchildové. Bylo to možné zjistit pouze díky analýze vlasů a vlasy na ženské hlavě a pubis obsahovaly odlišný genetický materiál. Paní Fairchildová vyšla na sucho a její příběh v roce 2006 byl věnován programu „Moje dvojče ve mně“.
Oficiálně bylo zaznamenáno asi čtyřicet případů chimerismu, ale ve skutečnosti jich je mnohem víc. S velkou pravděpodobností byl slavný maniak Chikatilo, jehož údaje o krevních skupinách a spermiích se neshodovaly, byl chimérou. Někdy se při pokusech o oplodnění in vitro nebo umělé oplodnění náhodně objeví chimérismus: vědci z Německa popsali pacienta, u kterého 99% buněk v těle obsahovalo ženskou chromozomovou sadu XX a 1% samce XY. Jak se ukázalo, její dvojčata zemřela při narození, ale jeho buňky žily v těle své sestry.
A to jsou jen případy hlášené obecné lékařské komunitě.
Propagační video:
Tlapky, křídla a ocas
Termín „chiméra“je převzat z řecké mytologie - jedná se o „složené“monstrum s tělem kozy, hlavou lva, hadím ocasem atd. Je vytvářeno ošklivými příšerami - napůl žena, napůl had Echidna a obří Typhon, ale podle jedné z verzí je zabit hrdinou Bellerophon. V biologii je chiméra, jak již bylo zmíněno, tvor s heterogenním genetickým materiálem, který koexistuje v jednom organismu. Termín byl poprvé představen v roce 1907 německým botanikem Hansem Winklerem, který nazval rostliny získané v důsledku roubování nočního štěpu na chiméry rajčatových stopek. Další botanik Erwin Baur vysvětlil povahu tohoto jevu. A první „složené“zvíře bylo postaveno v roce 1984 - umělá „mozaika“ovcí a koz, mládě čtyř rodičů, z nichž některé buňky obsahovaly genom ovce, a některé - kozy.
Chimérismus v rostlinách je výsledkem přirozených mutací nebo štěpů, když je do kmene jiného přidána větev rostliny jednoho druhu. Experimenty Luthera Burbanka se slavnou Russet Burbank, odrůdou brambor, která nyní tvoří až 50% bramborových plodin ve Spojených státech amerických, bezsemenných švestek a kdoulovitého kdoule byly většinou tvorbou Frankensteina ve světě rostlin.
Slavný Michurin udělal totéž, kdo důkladně studoval, jak podnož (mladá rostlina, na které je vysazena výsadba někoho jiného), ovlivňuje výnos, životaschopnost a další vlastnosti dříku. Reakce "štěp versus hostitel", kvůli níž jsou transplantace orgánů u lidí a zvířat tak nebezpečné, je pro rostliny obecně neobvyklá. Jediným problémem je, že zelené chiméry zpravidla nepředávají své vlastnosti dědičností, musí být rozmnožovány vegetativně.
Chimérismus u savců může být výsledkem několika přírodních i umělých procesů. Prvním je tzv. Tetragametický chimerismus, kdy se dvě vejce sloučí dohromady, z nichž každé je oplodněno vlastním spermatem nebo dvě embrya v raných stádiích vývoje, v důsledku čehož různé orgány nebo buňky takového organismu obsahují odlišnou sadu chromozomů. Typické příklady takového chimerismu jsou příběhy „polykaných dvojčat“.
Druhým je mikrochimerismus … Buňky dítěte mohou vstoupit do oběhového systému matky a zakořenit ve svých tkáních (fetální mikrochimerismus). Například, imunitní buňky plodu mohou (alespoň na několik let) vyléčit matku revmatoidní artritidy, pomáhají obnovit srdeční sval po vzniku srdečního selhání během těhotenství, nebo zvýšit odolnost matky vůči rakovině. Naopak, mateřské buňky procházejí placentární bariérou k plodu (mateřský mikrochimerismus). Ne bez jeho pomoci se vytvoří systém vrozené imunity: imunitní systém plodu je „vyškolen“, aby odolával chorobám, vůči nimž matka vyvinula imunitu. Druhou stranou této mince je, že se dítě v lůně může stát obětí vlastních nemocí. Zejména takové autoimunitní onemocnění,jako novorozenecký lupus, se často vyskytuje u dětí, jejichž matky mají systémový lupus erythematodes.
Třetí variantou přirozeného chimérismu je „dvojče“, když v důsledku fúze krevních cév heterozygotní dvojčata přenášejí své buňky na sebe (nikoli se stejnými buňkami jako v homozygotních, ale s různými genovými sadami, jako u sourozenců). Takto se výše uvedený pacient z Německa stal chimérou.
Další variantou chimerismu je posttransplantace, kdy po transfúzi krve nebo transplantaci orgánů vlastní buňky lidského těla koexistují s dárcovskými buňkami. Je to velmi vzácné, ale stává se, že dárcovské buňky jsou zcela „začleněny“do těla příjemce - například před několika lety, po transplantaci jater, se australská dívčí krevní skupina navždy změnila.
Poslední možností je transplantace kostní dřeně, při níž lékaři vyvinou veškeré úsilí, aby z pacienta vytvořili chiméru a aby transplantované buňky fungovaly namísto hostitele.
Vlastní kostní dřeň pacienta je usmrcena zářením a speciálními léky, místo něj se injikují dárcovské hematopoetické buňky a čekají. Pokud testy odhalí chimerismus dárce, všichni jsou šťastní, proces probíhá a pokud se nám podaří vyrovnat se s odmítnutím transplantátu, existuje šance na uzdravení. Návrat „nativních“buněk však znamená rychlý relaps nemoci.
Laboratorní chiméry
Historie chimérických embryí začala u škrků Dr. Ray Owena a kuřat Dr. Petera Briana Medawara, díky čemuž byl vyvinut mechanismus chimerizace.
Telata a kuřata Owen byla první, kdo si všiml, že u telat dvojčat buňky s heterogenním genetickým materiálem dokonale koexistují v těle, a důvodem je fúze krevních cév. A Dr. Medawar nejprve spojil slepičí vejce s vyřezanými „okny“, poté experimentoval se zavedením kultur kachních buněk do kuřecích embryí, poté začal spojovat oběhový systém embryí kuřat a nakonec formuloval termín „imunologická tolerance“- připravenost těla přijímat cizí buňky. Byl prvním, kdo implantoval embrya myší jedné čisté linie embryonálních buněk z druhé, a poté transplantoval kožní chlopně do přežívajících chimér, aby ukázal, že transplantované biomateriály si zachovávají vlastnosti svého nativního organismu a nejsou současně odmítnuty. Vědci v Chicagu a Liverpoolu vytvořili chiméry dřeva a domácích myší v laboratořích a vstříkli do embryí ve stadiu blastocysty další genetický materiál.
Ukázalo se, že myši jsou docela životaschopné: aktivnější než domácí myši, ale méně aktivní než lesní myši. V Rusku byly úspěšně vychovávány kuřecí chiméry - bílé legíny s červenými rhodelandskými ocasy.
Hračkáři
Další možností pro vytvoření chimér je zavedení lidské DNA do vajíčka zvířete. Genetický materiál hybridů - buněčných hybridů - je téměř úplně lidský, dostává od zvířete pouze mitochondriální DNA. Je pravda, že pokusy přivést hybridní embrya k narození chimér na moderní úrovni vědy jsou odsouzeny k neúspěchu; kromě toho je ve všech vyspělých zemích zákonně zakázáno klonování lidí a vytváření chimér mezi lidmi a zvířaty. A takové složité experimenty nemají smysl. Několik desítek hybridních embryí vytvořených pro čistě výzkumné účely bylo zničeno několik dní po začátku dělení vajíček.
Lékaři a homunculi
Vědcům trvalo asi dvacet let (od první úspěšné operace Dr. Thomase), aby se naučili, jak vybrat dárce a příjemce, kteří jsou kompatibilní s lidskými leukocytovými antigeny - proteiny, jejichž nesoulad vyvolává kaskádu molekulárních reakcí vedoucích k odmítnutí transplantátu a bojovat proti odmítnutí pomocí drog. potlačující imunitu. V roce 1990 bylo provedeno asi 4 000 transplantací kostní dřeně - méně než v současnosti za rok. Nyní je pětileté přežití (ve skutečnosti - zotavení) u akutní leukémie 65%. V souladu s tím bylo možné pozorovat neočekávané účinky chimerismu.
Lékaři i příbuzní pacientů jsou již dlouho připraveni na skutečnost, že po transplantaci se může krevní skupina, Rh faktor a struktura vlasů změnit - ale to v žádném případě není vše.
Skutečnost, že transplantace kostní dřeně může dokonce vyléčit AIDS, je náhodný objev, štěstí německých lékařů. Je známo, že asi 1% Evropanů je rezistentních na HIV. 42letý Američan s lymfomem a AIDS podstoupil transplantaci kostní dřeně k léčbě jedné z jeho chorob. A nečekaně pro každého (včetně lékařů) byl uzdraven z obou - jeho dárce se ukázal jako nositel mutace, která poskytuje rezistenci vůči viru, a přenesl jej příjemci spolu s kostní dření.
Know-how XXI století - vývoj intrauterinní buněčné terapie. Krevní kmenové buňky jsou injikovány do plodu trpícího imunodeficiencí, thalassemií, granulocytózou - a teoreticky by se dítě mělo narodit zdravě. V praxi bylo možné dosáhnout účinku pouze u plodů s imunodeficiencí, ve všech ostatních případech, dokonce s minimálním chimérismem, nemoci ustupovalo. Pokusy na komplexní terapii se aktivně provádějí na zvířatech: nejprve se vypne imunita plodu a poté se provede transplantace. Experimenty na lidech jsou však stále daleko.
Chimerismus navždy
Medicína dala možnosti chimerismu do své služby ještě před tím, než byl tento jev studován jako celek. V roce 1940 byl proveden první pokus o transplantaci kostní dřeně jeho bratra pacientovi s aplastickou anémií. V roce 1958 bylo šest jugoslávských fyziků zraněných při havárii v jaderné elektrárně v Paříži ošetřeno transplantací kostní dřeně, pět z nich přežilo. V roce 1957 se ve Spojených státech Dr. Edward Thomasovi (po úplném ozařování těla) podařilo dosáhnout štěpu štěpu u dvou dětí s leukémií. Děti brzy zemřely ao 10 let později, ze 417 transplantací provedených Thomasem, byly pouze tři úspěšné. V roce 1968 byla provedena zcela úspěšná transplantace: dítěti se závažnou imunodeficiencí bylo injekčně podáno kostní dřeň jeho bratra. Pacient se vzpamatovalChiméra se stala chimérou - namísto vlastních buněk produkovala krev v těle „bratrské“buňky. A Edward Thomas v roce 1990 obdržel Nobelovu cenu za medicínu.
„Populární mechanika č. 2 2012“