В ходе недельной поездки в Шотландию, формальным поводом для которой послужило приглашение Британского совета поприсутствовать на российско-британском семинаре по биотехнологиям (краткий отчет об этом мероприятии см. в "Эксперте" N40), мне удалось не только вдоволь налюбоваться природными и архитектурными достопримечательностями этой "федеративной составляющей" Великобритании, но и выкроить последний день перед отъездом на родину для общения с различными официальными лицами, имеющими то или иное отношение к шотландской научной жизни. Впрочем, насыщенный график передвижений от одного чиновника или ученого к другому (проходивший по замкнутому маршруту Эдинбург-Глазго-Эдинбург) вкупе с неважным самочувствием (на хронический недосып наложилась вполне предсказуемая дождливо-туманная погода), честно говоря, не слишком располагали к пространным разговорам о перспективах научно-технического сотрудничества наших стран. С трудом осилив пару-тройку дежурных визитов в Глазго, мы вместе с сопровождающим меня по долгу службы представителем местного отделения Foreign Office двинулись в обратном направлении. Но прежде чем оказаться в ставшем уже почти родным за неделю праздных шатаний по кабачкам Эдинбурге, нам предстояло посетить одну из цитаделей шотландской науки, знаменитый Институт Рослина (Roslin Institute), расположенный в эдинбургских предместьях.
Увы, воочию лицезреть легендарную овечку Долли мне не удалось (бедное животное-клон по причине болезни пребывало в длительном карантине), и, как бы в качестве компенсации за несостоявшееся развлечение, я был удостоен встречи с одним из руководителей института, заместителем директора по науке доктором Гарри Гриффином. Эта беседа (или, скорее, пространный монолог г-на Гриффина, изредка прерываемый моими не слишком внятными вопросами на "заторможенном" английском) стала наиболее интересным эпизодом всего турне.
- Всех наших гостей очень интересует знаменитая овечка, ей уже впору ставить памятник. Действительно, мы были первыми. После того как она родилась (в 1996 году. - "Эксперт"), эксперименты по клонированию животных приобрели во всем мире очень широкий размах. За эти годы различным исследовательским группам удалось получить клоны коров, свиней, мышей и коз, многочисленные попытки предпринимались с крысами, кроликами, кошками, собаками и обезьянами. Однако "коэффициент эффективности" (success rate) клонирования по совокупности публикуемых статистических данных на сегодняшний момент оказался очень низким - всего около одного процента, то есть в среднем лишь один из ста клонируемых эмбрионов успешно развивался до конечной стадии рождения нормального потомства. Поэтому сегодня основное внимание ученых сосредоточено на выявлении ключевых механизмов, регулирующих естественное репрограммирование генетической информации. Если нам удастся понять, как работают эти механизмы репродукции, мы сможем эффективно применять эти знания в самых различных областях, прежде всего для лечения болезней, передаваемых генетическим путем (болезнь Паркинсона, Альцгеймера, диабет и так далее), например, пересаживая здоровые кожные клетки организма больного в пораженные участки мозга (как в случае с болезнью Паркинсона).
- Вы можете дать примерную оценку того, насколько далеко продвинулись исследования в этой сфере?
- Пока говорить о каком-то серьезном прорыве, безусловно, рано. Думаю, должно пройти еще лет двадцать, а то и больше. Однако в плане накапливания информации, интерпретации экспериментальных данных прогресс очевиден.
Техника клонирования, отлаживание эффективных механизмов генетической модификации живых организмов - другой важнейший элемент наших исследований. В институте многие годы ведутся эксперименты по выявлению и выборочному "изъятию" так называемых knockout-генов - генов, наличие которых приводит к отторжению пересаживаемых клеток в организме. Но само по себе клонирование - только небольшая часть того, чем мы занимаемся. С момента своего основания Институт Рослина специализируется прежде всего в области животноводства, селекции домашнего скота - собственно, того, что называется классической генетикой, а также в молекулярной биологии. Например, мы активно используем методику так называемых молекулярных маркеров для определения наиболее удачного потомства при последующей селекции (по мнению специалистов, вклад Рослинского института в шотландский агропром действительно трудно переоценить. - "Эксперт").
Наконец, еще одно серьезное направление нашей работы - геномика, то есть сравнительный анализ генного материала свиней, кур, коров, овец. Как известно, подавляющее большинство человеческих генов присутствует в ДНК домашних животных, поэтому исследование их строения позволяет при существенно меньших затратах (на порядок ниже, чем при изучении непосредственно человеческого генома) получать информацию о структуре и функциях "общих" для млекопитающих генов.
- И все-таки ваш институт известен в мире прежде всего благодаря экспериментам по клонированию животных. Поэтому хотелось бы, чтобы вы рассказали подробнее именно об этом.
- Как я уже сказал, основная проблема в этой сфере - крайне низкий коэффициент полезного действия. Причем, помимо того что выживает лишь сотая часть клонированных эмбрионов, немало теряется и на последующих стадиях - очень высока смертность при рождении и на самых ранних этапах развития организмов. Почему это происходит? По-видимому, что-то не срабатывает в самом механизме репрограммирования генного материала. В любой клетке, будь то кожная, нейронная или соединительная ткань, содержится идентичный полный набор генов, необходимый для передачи наследственной информации (порядка тридцати-сорока тысяч). Но лишь малая часть этих генов биологически активна - большинство пребывает в "отключенном" состоянии (для нормального функционирования организма не требуется такого обилия работающих дублирующих компонентов). И когда мы пересаживаем клетки из различных частей тела в яйцеклетку (из которой предварительно извлекается материнская ДНК), очень немногие из этих внедренных клеток правильным образом приживаются, то есть в процессе дальнейшего развития эмбриона, как правило, не происходит включения этих "спящих" генов (или, по крайней мере, не всех из них). Более того, зачастую, даже если такой эмбрион и развивается, из-за наличия каких-то генетических дефектов он в дальнейшем все равно не может превратиться в нормальную особь. Как правило, причиной гибели становится неадекватная работа важнейших органов - легких, сердца или почек.
К сожалению, нынешний уровень наших аналитических методик пока не позволяет с высокой степенью достоверности диагностировать причины такого рода неудачных попыток, особенно на ранних эмбриональных стадиях. И пока мы в точности не узнаем, какой ген в организме за что отвечает, у нас таких методик не будет.
Вот недавний случай: в январе этого года нам пришлось умертвить овечку всего через двенадцать дней после рождения из-за того, что у нее наблюдались явные признаки ненормального роста. При вскрытии выяснилось, что единственное ее отличие от нормальных особей того же возраста заключалось в чрезмерном утолщении кровеносных сосудов. И это (наличие крайне незначительных на первый взгляд аномалий), увы, типичная картина для клонированных животных.
- Удалось ли хоть немного повысить процент успешно клонированных особей за последние несколько лет?
- Наилучшие результаты достигнуты в клонировании крупного рогатого скота, прежде всего коров. Здесь кпд в среднем варьируется от двух до трех процентов. Соответственно, в мире наблюдается повышенный интерес именно к этому направлению исследований: ведь помимо чисто научного значения в перспективе подобные искусственные методы разведения домашних животных могут быть использованы для селективного отбора наиболее перспективных особей.
Однако в целом сколько-нибудь заметного прогресса по части увеличения процента успешных клонов пока не наблюдается. И, как я уже отметил, основным препятствием на этом пути является отсутствие необходимой базовой информации о том, как именно осуществляется правильное репрограммирование генетического материала на эмбриональной стадии развития. Причем дополнительные сложности при анализе экспериментов возникают также из-за отсутствия статистически значимых положительных результатов - сегодня мы по сути работаем наугад, не будучи в состоянии предсказывать вероятность достижения желаемого исхода.
- А сколько всего животных успешно клонировано на сегодняшний момент? Я имею в виду примерное количество живых особей, без учета умерших в младенческом возрасте.
- Честно говоря, у меня нет сейчас под рукой точной информации по всему миру, поэтому могу привести только данные по нашему институту. Нам удалось клонировать около тридцати особей разных видов, но, к сожалению, больше половины из них умерли (причины их гибели были разными - далеко не все они умерли из-за каких-то аномалий, связанных со спецификой клонирования). Более детальный расклад по прочим экспериментам можно при желании найти в Интернете (Нам удалось обнаружить эти данные. Не вдаваясь в подробности, ограничимся только цифрами, стоящими в графе "Количество выживших особей": мышей на август 2001 года насчитывалось около полутора сотен, коров - порядка пятидесяти, свиней - десять, овец - восемь, коз - двенадцать).
- Статистика пока, прямо скажем, не впечатляет. Отсюда возникает естественный вопрос: есть ли вообще надежда на то, что в будущем подобные эксперименты принесут весомые результаты?
- С точки зрения чистой науки, полагаю, один очевидный позитивный результат уже достигнут - благодаря этим экспериментам нам удалось доказать, что все клетки в живых организмах в той или иной степени взаимозаменяемы и пригодны для использования в самых различных трансплантологических операциях. Ну а с практической точки зрения вопрос, безусловно, пока открыт: скажем, в сфере сельского хозяйства (селекции различных пород домашних животных и тому подобное) экономическую эффективность клонирования, то есть "финансовую целесообразность" использования подобных методик, по моему мнению, сегодня оценить трудно - вероятность того, что в будущем клонирование превратится из эксперимента в рутинную деятельность, где-то пятьдесят на пятьдесят. Пока дальнейший прогресс в практической сфере ограничивается главным образом чрезвычайно высокими удельными затратами на такие эксперименты - речь идет о сотнях тысяч фунтов стерлингов за одну удачную попытку.
- А какова вероятность того, что, несмотря на крайне невнятные результаты в области клонирования домашних животных, энтузиасты человеческого клонирования добьются официального разрешения на столь сомнительные эксперименты?
- Вообще говоря, в той же Великобритании подобное разрешение уже есть: при наличии соответствующей лицензии от государственного органа, курирующего эту тематику, любой экспериментатор может попытаться осуществить этот проект (закон, разрешающий эксперименты по клонированию человеческого эмбриона, принят совсем недавно, в январе этого года). Правда, до сих пор, насколько мне известно, никто не подавал заявки на такую лицензию - по-видимому, энтузиазм пока сдерживается тем, что, согласно этому закону, до конечного результата доводить эксперимент запрещено - по достижении эмбрионом четырнадцатидневного возраста его следует уничтожить. И аналогичные ограничения есть в законодательствах целого ряда других стран.
- Ну если не в Великобритании, то где-нибудь еще, легально или нелегально, человеческий эмбрион все-таки попытаются клонировать. Недавно о старте подобной программы заявили американцы. Есть ли, по вашему мнению, шансы на успех у этого эксперимента?
- Однозначно ответить на этот вопрос я не могу. Во-первых, из того, что мы с горем пополам научились клонировать овец или коров, вовсе не следует, что нам удастся успешно повторить это с человеческим эмбрионом: вспомним хотя бы, что в среднем коэффициент рождаемости у домашнего скота в несколько раз выше, чем у людей, и если даже при их клонировании мы получаем пока кпд в районе одного процента, то чего нам ожидать от попыток клонирования человека?
Кроме того, на данный момент мы не располагаем достоверной информацией и о том, каковы принципиальные различия между ранним эмбриональным развитием человеческого зародыша и зародышей тех же овец. И пока эти знания не будут получены в достаточном объеме, эксперименты на человеческом генном материале едва ли могут быть оправданными.
Далее, даже если мы оставим в стороне принципиальную осуществимость этого эксперимента, следует задать другой вопрос: а зачем вообще это делать? Сегодня я не вижу убедительных аргументов в пользу того, что клонирование человеческого эмбриона - действительно важная научная задача.
Наконец, обратите внимание на то, что подавляющее большинство сегодняшних энтузиастов клонирования - мужчины. И это легко объяснимо: их "вклад в процесс" минимален. Он даже меньше, чем при нормальном воспроизводстве (условно говоря, все, что от них требуется для участия в эксперименте, - пожертвовать десятком-другим клеток, неважно из какой части тела). Напротив, женщинам, которые согласятся участвовать в этом, в среднем потребуется пройти через несколько десятков репродуктивных попыток ради того, чтобы наконец получить желаемый результат.
Думаю, большинство нынешних представительниц прекрасного пола, выражающих готовность забеременеть таким образом, просто не представляют себе, на что они соглашаются. Причем, если страдающим бесплодием женщинам не удается забеременеть при помощи более традиционной методики искусственного оплодотворения, их шансы на успех благодаря клонированию практически равны нулю.
- То есть, по вашему мнению, принимать всерьез заявления некоторых апологетов человеческого клонирования о скором успехе их экспериментов не следует?
- Скандально известный итальянский профессор Антинори еще в девяносто восьмом году начал шумную рекламную кампанию по привлечению добровольцев, желающих поучаствовать в его программе, однако, насколько мне известно, до сих пор ему не удалось ничего клонировать даже на более примитивных, чем homo sapiens, живых организмах. Антинори утверждает, что он разработал эффективную методику "упреждающего выявления" дефектных эмбрионов (эмбрионов с поврежденными участками генов), позволяющую отсеивать такие эмбрионы до того, как они смогут попасть в яйцеклетку женщины. Но никаких оснований для того, чтобы всерьез воспринимать подобные утверждения, не существует: во-первых, до сих пор практически неизвестно, сколько и какие именно из тридцати-сорока тысяч генов, содержащихся в любой из клеток человеческого организма, играют ключевую роль в процессе обеспечения нормального развития эмбриона, а во-вторых, ни одна из существующих сегодня технологий анализа ДНК не в состоянии проконтролировать на все сто процентов правильный порядок (или, напротив, обнаружить все возможные "неполадки") в огромной цепочке генов в клетках.
Разумеется, случай с Антинори не следует рассматривать в качестве типичного для всех исследований в этой сфере, однако, опять-таки оставляя за скобками принципиальную возможность успешного клонирования человеческого эмбриона, хотел бы еще раз подчеркнуть, что, по моему глубокому убеждению, заниматься тестированием столь несовершенных методик на людях до того, как они будут тщательнейшим образом обкатаны в экспериментах с животными, абсолютно неэтично.
