Почти 300 лет назад, 13 марта 1720 года родился Шарль Бонне — натуралист и философ, открывший удивительный способ размножения — партеногенез, оно же — «девственное размножение». Это форма полового размножения, когда яйцеклетки развиваются без оплодотворения, то есть без контакта с мужскими половыми клетками.
Человек не может размножаться партеногенезом. Однако наука стремительно двигается вперед, и о партеногенезе заговорили даже врачи. MedAboutMe разбирался, следует ли считать партеногенез «непорочным зачатием» и как его можно использовать для лечения людей.
Что такое партеногенез?
Как было сказано выше, при партеногенезе яйцеклетка делится самостоятельно, без участия мужской половой клетки. Следует отличать партеногенез от бесполого размножения. У живых организмов есть клетки соматические (клетки тела), а есть половые (сперматозоиды и яйцеклетки).
При бесполом размножении новый организм развивается из соматических клеток путем их деления, а впоследствии — почкования, когда новый организм отпочковывается от материнского.
При этом партеногенез является вариантом клонирования — такого способа размножения, при котором исходный организм является родоначальником клона — организма из клеток, которые будут повторяться из поколения в поколения.
Как известно, в половых клетках содержится одиночный набор хромосом (гаплоидные клетки), а в соматических — двойной (диплоидные клетки). То есть, у человека в яйцеклетке и сперматозоиде содержится по 23 хромосомы. Яйцеклетка, оплодотворенная сперматозоидом, содержит 46 хромосом, как и клетки тела.
Пчелы, ящерицы и люди
Что происходит при партеногенезе? Ведь в размножении участвует не две половых клетки, а одна, то есть исходная клетка содержит одиночный набор хромосом. У некоторых социальных насекомых (муравьи, пчелы) из оплодотворенных клеток получаются самки, а из неоплодотворенных — самцы (трутни у пчел).
Другие виды приспособились разными способами удваивать число хромосом до диплоидного, парного набора — так делают дафнии, некоторые ящерицы и др. Все эти варианты партеногенеза позволяют, во-первых, регулировать численность вида (например, в зависимости от сезона и количества доступной пищи), а во-вторых, регулировать количество самцов и самок в популяции (например, в экстремальных условиях, когда надо срочно размножиться).
Партеногенез у млекопитающих, к которым относятся и люди — исключительное, но в принципе не невозможное событие. При различных стрессовых воздействиях на половые клетки — кислотами, высокими температурами, механическим раздражением и др. — возможно партеногенетическое размножение яйцеклеток. Так ученым удалось заставить делиться даже женские яйцеклетки. В норме получившиеся бластоцисты погибают, и из них не развивается целый организм.
Однако исследователи смогли наладить управление этим процессом у лягушек и кроликов — в результате кролики стали первыми млекопитающими, которых удалось размножить партеногенетическим путем.
Партеногенез и идея непорочного зачатия
Строго говоря, партеногенез — это деление неоплодотворенной яйцеклетки. А сам термин «зачатие» подразумевает под собой контакт двух половых клеток с образованием зиготы, то есть речь идет об оплодотворении и обязательном участии второго объекта. Вопрос «порочности» процесса в данном случае вообще не играет роли. Таким образом, партеногенез — это не зачатие вовсе.
Возможно ли рождение партеногенетического ребенка?
Собственно, наука уже подобралась к решению этого вопроса довольно близко. Не так давно исследователи из США сообщили об успешном получении полноценных эмбрионов обезьян из яйцеклеток, не прошедших оплодотворение.
В эксперименте были задействованы 28 макак, и в 4 случаях ученым удалось добиться успеха путем химического воздействия на яйцеклетку. Возможно, что в скором времени мы услышим о рождении партеногенетических обезьян. И тогда следующим может оказаться человек.
Но тут возникает множество нюансов, как научно-медицинского, так и этического плана. Следует понимать, что в ходе эволюции в процессе формирования той или иной схемы размножения одновременно создавались и, своего рода, барьеры — ограничения, срабатывающие на отклонения от этой схемы.
Природу интересуют новые генетические вариации, но они должны быть жизнеспособными и не ухудшать, а улучшать выживаемость вида.
Партеногенез, как минимум, не улучшает, а тормозит непрерывный процесс изменений, благодаря которому человек стал доминирующим видом на планете. Так что подобные варианты становятся отклонениями, патологиями и обычно ликвидируются организмом. Неудивительно, что партеногенетические яйцеклетки у человека уже через несколько делений погибают и не участвуют в размножении.
Кроме того, спонтанное партеногенетическое размножение неоплодотворенных яйцеклеток у человека может привести к образованию тератомы — опухоли, образующейся в яичниках женщин или в яичках мужчин.
Партеногенез и болезни человека
В партеногенезе заинтересованы, прежде всего, женщины, которые хотели бы иметь ребенка без какого-либо участия мужчины в этом процессе. Если когда-либо этого удастся добиться, рождаться у них будут только девочки, так как Y-хромосому взять будет неоткуда. Но у ученых есть свои виды на партеногенез.
И связаны они со стволовыми клетками, которые отличаются от обычных тем, что недифференцированы, то есть, из них можно получить разные виды «готовых» клеток, которые при этом не будут отторгаться организмом-хозяином. Как известно, в организме человека имеется два основных вида стволовых клеток (СК):
СК взрослого человека.
Такие стволовые клетки остаются в тканях уже после завершения внутриутробного развития. Ученые неоднократно пробовали использовать их для лечения печени и сердца. Предполагалось, что СК будут дифференцироваться в гепатоциты или кардиомициты и смогут заменить собой погибшие клетки органов при циррозе печени или при инфаркте миокарда. Но эффективность их применения оказалась слишком низкой.
Эмбриональные (фетальные) СК.
По сравнению со взрослыми СК, эмбриональные находятся на более ранней стадии своего развития, а это значит, что дифференцируются они намного легче и лучше. Но это их свойство имеет и «темную» сторону — они намного охотнее трансформируются в опухолевые клетки и приводят к раку, чем взрослые СК. Кроме того, главный источник эмбриональных ЭСК — лишние эмбрионы, оставшиеся после ЭКО, и на этом месте возникает множество этических проблем.
Но рано или поздно ученые придут к консенсусу в области этики и научатся ограничивать «свободу действий» фетальных СК. А пока в 2013 году уже удалось получить партеногенетические стволовые клетки для выращивания кардиомиоцитов и даже целой сердечной мышцы — миокарда.
А чуть ранее, в 2011 году ученые также заявили о возможности лечения партеногенетическими стволовыми клетками таких тяжелых заболеваний, как болезнь Хантингтона, бета-талассемии и рассеянного склероза. Предполагается, что партеногенез можно будет использовать для создания «генетически чистых», не испорченных, так сказать, болезнями стволовых клеток.
Выводы
Половое размножение у человека и прочих высших видов обеспечивает генетическое разнообразие — именно это позволило нам когда-то взобраться на вершину эволюции. Люди — разные, и за счет случайной комбинации генетического материала мужчин и женщин мы открываем в себе новые возможности для нашего вида. Партеногенез — тупик. Или технология по производству «запчастей» — органов, тканей, может быть даже целых систем. Не более того. Партеногенетическое размножение людей когда-нибудь наверняка будет реализовано, но вряд ли эта технология станет особо популярной. Эволюция не терпит, когда нарушают ее законы.
