Ученые Института Цитологии и генетики СО РАН, изучая влияние ЭКО (экстракорпоральное оплодотворение) на человека, приступили к эксперименту на эмбрионах крыс. Они рассчитывают найти технологию предотвращения развития врожденных болезней, таких как гипертония или психические отклонения, на стадии, когда эмбрионы еще не имплантировали матери.
О сути эксперимента, его значении для человека и возникающих трудностях в интервью корреспонденту РИА Новости Елене Жуковой рассказал заведующий сектором криоконсервации и репродуктивных технологий ИЦиГ СО РАН Сергей Амстиславский.
- Какая основная цель эксперимента, какое значение он будет иметь для человека?
— Экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО) сейчас является очень востребованным и нужным делом, потому что при помощи репродуктивных технологий можно преодолеть бесплодие. В настоящее время по всему миру детей, рожденных с помощью ЭКО, уже более 5 миллионов. Но при применении ЭКО возникают некоторые проблемы, об этом идет дискуссия в научной литературе.
Например, в июле 2013 года появилось сообщение ученых из Скандинавии и Великобритании, что, при применении некоторых видов ЭКО возрастает частота аутизма и других отклонений у детей. Особенно частым отклонением был несколько сниженный коэффициент интеллекта. При этом сами авторы данного исследования отмечают, что обычно дети, зачатые при помощи ЭКО совершенно нормальные, возрастает лишь частота появления подобных аномалий.
Отследить последствия репродуктивных технологий на людях трудно — это и этические, и технические причины. Например, в разных лабораториях для ЭКО используются разные методы и их достаточно сложно сравнивать. Кроме того, большинство детей «из пробирки» еще достаточно молоды, поскольку репродуктивные технологии бурно развивались, в основном, в последние годы.
Чтобы выяснить, к каким отдаленным последствиям приводит ЭКО, есть ли отличия в развитии детей, рожденных таким способом, от обычных, мы решили провести эксперимент на эмбрионах крыс.
- В чем именно заключается эксперимент с эмбрионами крыс?
— Одна из наших моделей — это крысы c гипертонией. Мы получаем эмбрионы от этих крыс, и помещаем в инкубатор. В нем имитируются условия внутри организма матери: там тепло, влажно, содержание углекислого газа составляет 5%, эмбрионы помещены в специальную среду, напоминающую по своему составу естественную, причем капли со средой, содержащей эмбрионы, находятся на чашке Петри под минеральным маслом.
После того, как они достигают необходимой стадии, мы подсаживаем эмбрионы суррогатной маме. Иными словами – смоделирован важнейший элемент процедуры ЭКО – развитие эмбрионов вне организма, то есть in vitro.
- Почему для эксперимента выбраны именно крысы?
— Крысы предпочтительнее для экспериментов, когда речь об изучении заболеваний, в развитие которых вовлечено множество различных генов. К такого рода патологиям относится и большинство случаев гипертонической болезни человека.
Кроме того, исторически сложилось, что именно на крысах были созданы модели гипертонии, их более десятка. Линия (животные, генотипы которых совпадают) крыс с гипертонией, спровоцированной стрессом (НИСАГ – наследственная индуцированная стрессом артериальная гипертензия), выведена путем длительной селекции Аркадием Львовичем Маркелем именно в нашем институте, и она является признанной во всем мире моделью артериальной гипертонии. Вторая причина выбора этих животных в том, что данная линия крыс хорошо изучена. Нам понятно, с какими стандартами сравнивать.
- Почему для экспериментов выбраны именно ранние стадии развития эмбрионов?
— Модель эксперимента очень многообещающая, потому что чем старше особь, тем сложнее что-то поменять. Если Вам досталась взрослая собака или кошка, то Вы уже воспитать ее не сможете, а если Вы завели котенка, то Вы можете лепить из него то, что Вам нравится.
Если же мы имеем дело с эмбрионом, то можно воздействовать на его характеристики и свойства, и это будет иметь стойкие эффекты на более поздних этапах развития. Этот подход можно применять к разным линиям мышей или крыс. Мы, в частности, планируем испытывать влияние ростовых факторов (добавки в среду, стимулирующие развитие эмбрионов) на крысах, предрасположенных к артериальной гипертензии и к психически аномальным формам поведения.
- На каких еще линиях крыс вы будете проводить эксперимент?
— Есть еще несколько интересных линий крыс, полученных в нашем институте. Одна из этих линий – крысы с генетической кататонией. Это крысы, которые в ответ на шумы впадают в ступор. Или им можно поднять лапки, и они застывают в этой позе – их поведение моделирует негативную симптоматику шизофренического синдрома.
Другая линия крыс – это животные с преждевременным старением. Возможно, в будущем, было бы интересно провести исследование и на них. Проверить, можно ли отсрочить проявление старческих признаков.
Еще у нас есть модель "ручные крысы", которые ведут себя как домашние животные. У них подробно охарактеризовано поведение, и в ходе эксперимента на этих "ручных" крысах можно будет проверить выводы о том, как воздействие ростовых факторов отражается на физиологии и поведении животных. Но сначала необходимо провести эксперимент на крысах с гипертонией.
- На какой стадии сейчас находится эксперимент?
— Мы уже получили первое потомство. Здоровым крысам (у которых нет гипертонии) мы имплантировали эмбрионы крыс-гипертоников после 48 часов развития этих эмбрионов в культуре (в среде). Крысы-реципиенты принесли потомство. Одна из них, например, родила пять крысят из 10 трансплантированных эмбрионов, это очень неплохой процент. Это модель, на которой будет проверено действие ростовых факторов в процессе культивирования эмбриона in vitro (с этими крысятами будут сравнивать других, полученных с использованием фактора).
Нобелевский лауреат, разработчик технологии экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) британец Роберт Эдвардс
Среду с добавлением ростового фактора GM-CSF уже используют в клиниках ЭКО. Люди, которые проводят эту процедуру, утверждают, что эта «добавка» увеличивает эффективность ЭКО и процент имплантированных эмбрионов. Однако научных данных об использовании этого состава на людях нет. Поэтому мы это будем проверять на эмбрионах крыс.
Мы хотим выяснить, какие отдаленные последствия могут возникнуть при применении этого вещества. Возможно, что применение этого и других ростовых факторов смягчит негативное влияние нахождение эмбриона вне организма матери (в инкубаторе). Надеемся, что добавление ростовых факторов в среду повлияет благоприятно и на артериальное давление, и на поведение родившихся крыс.
- Сколько факторов вы планируете использовать в эксперименте?
— Веществ, которые могут повлиять на эмбрионы, достаточно много, но мы начнем работать с двумя факторами, а потом, вероятно, будем еще заказывать другие… Работа с этими веществами сейчас активно идет во многих лабораториях мира. Недавно появилась статья ученых из Великобритании, которая усложнила наш эксперимент. В экспериментах на эмбрионах мышей выяснилось, что в зависимости от дозы фактор может влиять на развитие этих эмбрионов не только плодотворно, но и угнетающе, если дозы будут большие. Поэтому нам предстоит сложная работа — правильно подобрать дозировки и посмотреть, как они повлияют на имплантацию эмбрионов и на последующие характеристики уже родившихся потомков.
- Что вы ждете от эксперимента в конечном счете?
— Английский врач и ученый Дэвид Баркер сформулировал важнейшую гипотезу, по-русски она звучит как "здоровье и болезни закладываются в раннем развитии". Эта гипотеза распространяется, в том числе на предимплантационные эмбрионы. Есть данные о том, что если во время беременности были негативные воздействия на мать, то потомство рождается с более низким весом и потом активно его компенсирует, получая что-то вроде ожирения, и это способствует развитию гипертонии.
Экстракорпоральное оплодотворение или зачатие в "пробирке". Справка
А исследования Сары Робертсон из Австралии и ее коллег показали, что если в среду, в которой развиваются эмбрионы, перед их имплантацией был добавлен ростовой фактор, то детеныши рождаются с нормальным весом.
Это исследование дает нам основание предположить, что без добавления ростовых факторов в культуральную среду эмбрионы будут менее развиты, а при их добавлении отставание в развитии по сравнению с внутриутробным будет компенсировано. Исследовав это, мы получим научное обоснование того, что в клинике уже используют на человеке. Мы видим в этом социальный заказ… Тем более, что отдаленные эффекты воздействия ростовых факторов на артериальное давление никто не проверял. Это мы и собираемся исследовать.
- Что ваш эксперимент на крысах даст людям?
— Мы сможем предсказать, как данное вещество будет влиять на эмбрионы, в случае если пациенты страдают гипертонией и если они здоровы. Наше исследование поможет также предсказать, как вообще влияет процедура ЭКО на людей. Если процедура культивирования in vitro на ранних стадиях определенным образом влияет на крыс, значит, скорее всего, она сходным образом будет влиять на человека.
Это не заменяет исследования на человеке, но пока их не проводили. Когда же будут результаты экспериментальной работы на крысах, уже проще начать исследования на человеке, но это уже будет делаться не нами, мы проводим исследования только на животных.
- Сколько будет длиться эксперимент?
— Беременность у крыс длится 20 дней, три недели самка вскармливает крысят, а потом можно проводить различные тесты, в том числе измерять давление у крыс. Первые результаты эксперимента будут уже в этом году, но, вообще, это проект не одного года. Это же классический парадокс Зенона, когда мы расширяем область нашего знания, то мы соприкасаемся с большей областью неизвестного.
Каждый эксперимент ставит новые вопросы, в любом эксперименте есть рабочая гипотеза, но не всегда мы получаем то, что ожидаем увидеть, как правило, все оказывается интересней и сложней наших ожиданий. Если мы увидим, что мы просто вылечили гипертонию, то нам повезло, но если обнаружим что-то более интересное и сложное, то я буду очень рад.
http://ria.ru/nsk/20130724/951615214.html |
