Ученые утверждают, что скоро смогут получать яйцеклетки из кожи. Чем это обернется?

Американцы утверждают, что нашли новый способ репродукции человека, пишет New Yorker. Не понадобятся даже яйцеклетки — генетический материал получат из клеток кожи. Секс перестанет быть основным способом зачать — правда, только для людей с солидной медстраховкой, отмечает автор, пишет ИноСМИ.
Текст статьи (перевод ИноСМИ):
В 2016 году два японских биолога-репродуктолога Кацухико Хаяси и Митинори Сайтоу опубликовали в журнале Nature статью, которая читалась как научно-фантастический роман. Исследователи взяли клетки кожи с кончика хвоста мыши, перепрограммировали их в стволовые, а затем в яйцеклетки. Оплодотворенные яйцеклетки перенесли в матки самок мышей, и из них родилось 10 детенышей; у некоторых потом появились собственные. Гаметы — это клетки, необходимые для полового размножения (яйцеклетки и сперматозоиды). Своим экспериментом Хаяси и Сайтоу предоставили первое доказательство того, что у млекопитающих возможно то, что известно как гаметогенез «в пробирке» (in-vitro gametogenesis, IVG), то есть производство гамет вне организма, начиная с непродуктивных клеток. Мышей, произошедших от полученных в лаборатории яйцеклеток, описали как "абсолютно нормальных".
Японский эксперимент может изменить науку о репродукции человека. Первое успешное экстракорпоральное оплодотворение, проведенное в 1978 году, позволило зачать эмбрион вне организма. Сегодня примерно 2% всех младенцев в США зачинаются в лаборатории с помощью ЭКО — в прошлом году аналитики оценили соответствующий мировой рынок более чем в 23 миллиарда долларов. Яйцеклетки стали товаром: их собирают, покупают, дарят и сохраняют. Но получить эти одни из самых сложных клеток в организме, хотя и заметные невооруженным глазом, трудно; их количество и качество с возрастом снижаются. "Если бы зрелые человеческие яйцеклетки можно было получить из клеток кожи, это позволило бы избежать большей части затрат, дискомфорта и рисков ЭКО", — написал специалист по биоэтике из Стэнфорда Генри Грили в книге 2016 года "Конец сексу и будущее человеческой репродукции». Она посвящена новым методам получения стволовых клеток, отмеченным Нобелевской премией 2012 года. Профессор предсказал, что в ближайшие 20-40 лет секс перестанет быть основным способом зачать (речь, правда, о "людях с хорошей медстраховкой").
100 лет назад многие американцы умирали в возрасте 50 с небольшим, а сегодня могут рассчитывать дожить до 70-80 лет. В США, как и во многих других странах, наблюдается повышение возраста женщин, решившихся на рождение первенца, тогда как срок потери фертильности не изменился: к 45 годам шансы забеременеть без вспомогательных репродуктивных технологий чрезвычайно низки.
У биологов есть ряд неубедительных теорий о причинах такого резкого снижения фертильности у женщин среднего возраста и ускоренного старения яичников в сравнении с другими органами. Дина Эмер, генетик-эволюционист и автор готовящейся книги об эволюции и женском теле, рассказала, что подавляющее большинство самок млекопитающих, включая шимпанзе, сохраняют способность забеременеть на протяжении бóльшей части жизни. Слоны, которые живут до 70 лет, могут зачинать и рожать на шестом десятке. А долгая пострепродуктивная продолжительность жизни женщин сопоставима лишь с несколькими другими видами млекопитающих, в основном зубатых китов. Странно и печально, но мы стоим на одной ступени с нарвалами, белухами и косатками. О причинах ведутся бесчисленные споры.
В США, согласно данным переписи населения, количество деторождений у женщин в возрасте до 25 лет значительно сократилось с 1990 года, причем это снижение не компенсировал рост числа родов у женщин старше 35.
По оценкам ООН, в 2019 году почти половина населения земного шара жила в странах с коэффициентом фертильности ниже уровня воспроизводства, который ООН определяет как менее 2,1 ребенка на женщину (в США рост населения также обусловлен иммиграцией.) Хотя пика общего роста численности населения до середины двадцатых годов не ожидается, экономисты говорят, что старение населения в странах с меньшим количеством детей может повлиять, среди прочего, на дальнейший рост экономики, сферу медицинских услуг и финансирование пенсионных систем. Несмотря на социальные и экологические выгоды сокращения численности населения планеты, многие страны признают, что больше не могут игнорировать проблемы фертильности.
В последние годы наблюдается всплеск интереса к науке о продлении репродуктивного долголетия женщин, и биотехнологические компании пытаются начать клинические испытания ряда методов лечения, включая ЭКО и фармацевтические препараты (исследование также привлекло внимание филантропов — лаборатории Хаяси и Сайтоу частично финансируются Open Philanthropy, фондом, созданным соучредителем Facebook* Дастином Московицем (Dustin Moskovitz) и его женой, бывшей журналисткой Кари Туной (Cari Tuna).) Но способность создавать яйцеклетки без человеческих яичников относится не только к людям, которые рождены женщинами. В марте этого года Хаяси, который в настоящее время не занят попытками создать человеческую яйцеклетку, сделал еще одно заявление: его лаборатория снова применила гаметогенез «в пробирке» к мышам, но на этот раз оплодотворенные эмбрионы были получены с помощью яйцеклеток из стволовых клеток мышей-самцов. Футурологи задумались о более широких возможностях в этой области: эмбрион, сформированный из ДНК четырех человек вместо двух, или даже так называемый "unibaby", результат размножения женщины с самой собой. В менее гипотетической реальности IVG может найти применение в животноводстве и однажды сыграет роль в сохранении исчезающих видов — группа ученых, включая Хаяси, пыталась использовать этот метод для получения яйцеклеток у двух оставшихся в живых самок северного белого носорога.
В некоторых кругах IVG уже рассматривается как будущее репродуктивной науки. Бьянка Серес (Bianka Seres), соучредитель стартапа Conception Biosciences, который занимается производством ооцитов из стволовых клеток, рассказала, что важной темой ежегодной конференции Американского общества репродуктивной медицины в 2021 году былаискусственная матка и вынашивание ребенка вне человеческого тела. "Речь шла не о какой-то далекой перспективе, — сказала она. — А о чем-то похожем на реальный факт: мол, мы извлечем из этого вот какую пользу". Они с коллегами полагают, что однажды простого забора крови будет достаточно для получения десятков яйцеклеток, включая биологических мужчин. Если не Conception Biosciences, то кто-то другой добьется подобного — это лишь вопрос времени.
В конце января я посетила штаб-квартиру Conception в Беркли. Компания была основана в 2018 году и с тех пор привлекла почти 40 миллионов венчурного капитала в погоне за гаметогенезом «в пробирке». Персонал временно разместился в одноэтажном коворкинге рядом с аквапарком, но им там стало тесно. Генеральный директор Conception, 31-летний предприниматель по имени Мэтт Крисилофф (Matt Krisiloff), работал зажатым между двумя столами. Впервые он написал в соцсетях об интересе к IVG в 2017 году, в бытность директором некоммерческого подразделения Y Combinator, «теплицы» стартапов, созданной для финансирования технологических исследований "на благо мира", как выразились представители компании. Сэм Альтман (Sam Altman), который тогда руководил Y Combinator, сказал, что они с Крисилоффом оба проявляли интерес к "высокотехнологичным компаниям, которые сначала долго инвестируют в разработку сложной технологии, а затем долго не выводят первый продукт на рынок". Крисилофф помогал в первые месяцы существования OpenAI, которая впоследствии изобрела чат-бот ChatGPT, нейросеть Dall-E и технологию транскрипции и перевода речи в текст Whisper, и называет этот опыт судьбоносным для изучении способов создать амбициозную исследовательско-ориентированную компанию.
В день моего визита коротко остриженный Крисилофф был одет в джинсы, черную толстовку и кроссовки швейцарского бренда On. Он не имеет степени в области точных наук и вообще специализировался на юриспруденции, литературоведении и обществознании, а в момент основания компании Concept (тогда Ovid Research) ему было всего 20 с небольшим. Интерес к IVG был отчасти связан с собственным гомосексуализмом и мечтами иметь биологических детей от партнера-мужчины (Крисилофф встречался с Альтманом, а сейчас состоит в отношениях с Лукасом Харрингтоном, соучредителем компании Mammoth Biosciences, которая специализируется на технологии редактирования генов CRISPR).
Во время посещения лаборатории Хаяси в 2018 году Крисилофф познакомился с испанским биохимиком Пабло Уртадо Гонсалесом (Pablo Hurtado González). Однажды за ужином в ресторане миссия Conception начала обретать форму. 32-летний Уртадо Гонсалес, тоже гей, имеет докторскую степень в области репродуктивного здоровья и питает особый интерес к репродукции между мужчинами. Крисилофф и Уртадо Гонсалес наняли третьего соучредителя, Серес, которая родилась в Румынии и выросла в Венгрии. Она работала эмбриологом в британской клинике фертильности, а затем получила докторскую степень в Кембриджском университете под руководством Мелины Шух (Melina Schuh), клеточного биолога и эксперта по мейозу, уникальному для репродуктивных клеток типу клеточного деления, который приводит к образованию яйцеклеток и сперматозоидов. "Будучи производным ЭКО, гаметогенез in vitro стал единственным существенным решением проблемы дефицита яйцеклеток", — сказала Серес. Сама она родила дочь без вспомогательных репродуктивных технологий, но опыт работы в клиниках по лечению бесплодия заставляет принимать этот вопрос близко к сердцу: она повидала множество пациентов с диагностированным бесплодием без четких на то причин.
Первый миллион долларов Крисилофф получил от фонда Hydrazine Capital, соучредителем и инвестором которого был Альтман (в настоящее время инвесторами Conception являются основатель Skype Яан Таллинн (Jaan Tallin) и Лаура Деминг (Laura Deming), хозяйка фонда, посвященного технологиям по борьбе с последствиями старения). Поначалу замысел звучал Conception куда скромнее: попытаться довести неразвитые яйцеклетки человека до созревания in vitro. Но разговор с хирургами убедил Крисилоффа в том, что извлечь незрелые яйцеклетки будет слишком сложно. "Один из инвесторов дал действительно хороший совет: раз вас волнует гаметогенез in vitro, то вы, вероятно, сможете много достичь, если сосредоточите на этом все внимание и перестанете откладывать вопрос на потом, — рассказал Крисилофф. — Это изменило траекторию нашего движения".
На данный момент Крисилофф единственный в Conception делает акцент на деловой стороне вопроса. Он работает бок о бок с 35 учеными, многие из которых впервые вышли за пределы академических кругов, и ни один не входит в число известных исследователей, которых частные компании обычно выделяют на основе исследований в собственных лабораториях. "Есть подозрения относительно корпоративного аспекта по сравнению с академическими подходами, — признал Крисилофф. Но, по его словам, "с самого начала стало очевидно, что было бы неплохо иметь команды узкоспециализированных людей для параллельной работы над разными элементами проекта, вместо погони за индивидуальными публикациями".
Тем не менее, в эпоху опальных гиков и высокомерных миллиардеров Крисилофф, казалось, стремился избежать репутации очередного независимого ИТ-предпринимателя, ведь девиз Марка Цукерберга "Действуй быстро, ломай все" не внушает доверия, когда речь идет о будущих детях. Некоторые наблюдатели говорят, что биология человека слишком сложна, чтобы IVGстал однажды жизнеспособным методом размножения, поэтому я поинтересовался у Крисилоффа: что если они он окажется нерабочим. "Получение отрицательного результата экспериментов in vitro или испытаний на безвредность для животных не означает их дальнейшего проведения грубой силой, — сказал он. — Нужно отдавать себе отчет в том, что технология, которую мы пытаемся разработать, в случае реализации приведет к появлению новой человеческой жизни".
Когда в январе я встретилась с основателями Conception, все трое без конца друг над другом по-доброму подтрунивали. Крисилофф обычно обращается к соучредителям за техническими разъяснениями. Темноволосая и серьезная Серес обладает аналитическим складом ума и искусна в метафорах. Двухметровый Уртадо Гонсалес говорит по-английски с характерными для испанца резкими согласными и является своего рода ученым-мастером на все руки, в перерывах между изучением последних опубликованных работ руководя доставкой лабораторного оборудования. В какой-то момент разговора он встал, чтобы подтвердить заказ для корпоративного обеда.
Они показали мне слайды с изображением клеток, разные части внутренней структуры которых были для наглядности окрашены в фиолетовый, синий и зеленый цвета. Человеческие яйцеклетки начинают формирование внутри яичников еще внутриутробно, но созревают индивидуально только в подростковом возрасте, с началом менструаций. Исследователи Conception, которые пытаются вырастить их с помощью IVG, начали с перепрограммирования клеток крови в стволовые, которые могут превращаться в любые другие клетки организма. Затем их превращают в примордиальные зародышевые, предшественники яйцеклеток, и помещают в чашки Петри с искусственными клетками-помощниками, которые воссоздают среду яичников и известны как органеллы. Есть мнение, что эти клетки-помощники с помощью необходимых сигналов подтолкнут половые клетки к развитию в зрелые яйцеклетки, способные к оплодотворению. Ученые используют различные методы, такие как секвенирование РНК, чтобы убедиться, что созданные в лаборатории клетки экспрессируют те же гены, что и на аналогичной стадии в утробе матери, и что они формируют фолликулы — структуры в яичнике, в которых развиваются незрелые яйцеклетки.
На клеточном уровне понятие "тело" может стать абстрактным: как сказал Крисилофф, "для производства яйцеклетки сердце не нужно". Возможно, не понадобится также ждать 12-13 лет, пока яйцеклетка начнет сама созревать в организме. Если дать половым клеткам правильные сигналы, они перейдут к той фазе развития, которой обычно достигают после полового созревания.
Conception воссоздала многие стадии развития яйцеклетки, но еще не объединила их в единый процесс, кульминацией которого стал бы первичный фолликул — фаза, указывающая на то, что яйцеклетка готова приступить к заключительным стадиям созревания. "Сейчас главное внимание уделяется тому, чтобы произошел этап формирования фолликулов, — сказал Крисилофф. — Мы думаем, что как только с этим разберемся — а нам кажется, мы подобрались уже достаточно близко, — для всего остального у нас уже есть своего рода модельные системы".
Другие исследователи в этой области используют те же методы биологии стволовых клеток для различных стратегий. Некоторые пытаются выращивать человеческие яйцеклетки и сперматозоиды, чтобы проверить токсикологическое воздействие химических веществ на гаметы и разработать методы контрацепции. Другие экспериментируют с IVG для получения клеток, которые можно пересадить обратно в организм, вроде сперматогониальных стволовых клеток для бесплодных мужчин.
Нью-йоркский биотехнологический стартап Gameto, основанный в 2020 году, изучает созревание в пробирке: как развивать яйцеклетки, извлеченные из организма, а не созданные в пробирке. Его соучредителями являются владелец сети клиник по лечению бесплодия Мартин Варшавски (Martin Varsavsky) и бывший врач Дина Раденкович (Dina Radenkovic). В отличие от мужчин, которые производят сперматозоиды сотнями миллиардов на протяжении всей жизни, женщина рождается уже со всеми яйцеклетками, которые у нее когда-либо будут. Они созревают медленно, обычно всего по одной в каждый менструальный цикл. Во время процедуры ЭКО женщинам делают инъекции гормонов, которые стимулируют яичники к созреванию нескольких яйцеклеток, но этот процесс весьма трудоемок, а для извлечения яйцеклеток пациенток обычно вводят в наркоз.
Когда я разговаривала по видеосвязи с генеральным директором Gameto Раденкович, она показала фолликулостимулирующую шприц-ручку подобную той, что используется при ЭКО: "Если заставить хотя бы одного мужчину пройти через все ужасы ЭКО, они взяли бы и решили вопрос, вложив бы в него некоторые деньги", — сказала она. Если сделать процесс замораживания яйцеклеток проще и надежнее, очень немногим людям потребуется прибегать к IVG, который она считает чересчур рискованным в плане бизнеса. "Мы действительно надеемся, что позволим женщинам подвергаться ЭКО с гораздо меньшим количеством побочных эффектов, потраченного времени и средств. Я отношусь к этому как к следующему уровню салонов красоты, где забота о репродукции и долголетии является не более чем одним из проявлений заботы о себе".
Почти все представители отрасли, с которыми я побеседовала, включая основателей Concept, рассказали, что регулярно слышат о людях, отчаянно желающих иметь биологических детей, добровольно жертвующих генетический материал и участвующих в клинических испытаниях технологий, до внедрения которых, вероятно, придется ждать еще не один год. Я говорила с женщиной из Нью-Йорка, которая сделала успешную юридическую карьеру, а потом завела отношения на расстоянии с коллегой, у которого уже были дети и новых он не хотел. Она пробовала ЭКО, но безуспешно. "Я росла в полном неведении об этой теме, а в романтическом плане из-за сосредоточенности на карьере взяла поздний старт", — сказала она. На вопрос о причинах важности передать кому-то свои гены она ответила, что после смерти родителей захотела что-то от них иметь и любить. "Во мне еще так много жизни и энергии", — сказала она. Ей хотелось бы найти суррогатную мать для последних замороженных эмбрионов (чем выше возраст матери во время беременности, тем выше риск осложнений у плода). "Жаль, что здесь все так сложно".