Nei laboratori di madre natura sono in corso strani esperimenti: i gemelli si assorbono a vicenda proprio nel grembo materno, la madre non è una madre per i suoi figli, i fratelli si fondono in un unico organismo per sopravvivere. I genetisti si sono messi al passo con la natura per cento anni, ma fino ad oggi non sono stati in grado di superarla. Quindi, abbiamo il chimerismo
Una residente negli Stati Uniti, Lydia Fairchild, ha avuto una spiacevole sorpresa quando, dopo il divorzio, ha presentato domanda per le prestazioni sociali. Suo marito ha dovuto confermare la paternità mediante analisi del DNA - e quest'ultima ha dimostrato che era Lydia che non era la madre di due figli comuni (e allo stesso tempo la terza, di cui era incinta in quel momento). All'inizio, è stato suggerito che la causa fosse un trapianto di tessuto o una trasfusione di sangue, ma né la donna né i bambini sono stati esposti.
Lo stato ha intentato una causa per frode. L'avvocato della signora Fairchild ha salvato la situazione - ha fornito alla corte un articolo dal New England Journal of Medicine:
L'insegnante di Boston, 52 anni, Karen Keegan ha richiesto un trapianto di rene. Tre dei suoi figli hanno accettato di essere donatori, ma l'analisi genetica ha dimostrato che due di loro non sono parenti della propria madre! La ricerca ha stabilito molti fatti interessanti: in particolare, si è scoperto che Karen aveva una sorella gemella, che nella fase iniziale dello sviluppo embrionale si è fusa con l'embrione sopravvissuto. L'insegnante di Boston si è rivelato essere una chimera, una creatura nei cui tessuti del corpo sono presenti diversi set di geni, senza interferire tra loro.
Nel precedente con la signora Fairchild, tutto si è rivelato ancora più complicato: il DNA dei figli di Lydia ha dimostrato solo una relazione con la nonna, la madre della signora Fairchild. È stato possibile capirlo solo grazie all'analisi dei capelli, ei capelli sulla testa e sul pube della donna contenevano materiale genetico diverso. La signora Fairchild è uscita asciutta e la sua storia nel 2006 è stata dedicata al programma "Il mio gemello in me".
Sono stati registrati ufficialmente una quarantina di casi di chimerismo, ma in realtà ce ne sono molti di più. Con un'alta probabilità, il famoso maniaco Chikatilo, che non corrispondeva ai dati sul gruppo sanguigno e sullo sperma, era una chimera. A volte il chimerismo si apre accidentalmente durante i tentativi di fecondazione in vitro o inseminazione artificiale: scienziati tedeschi hanno descritto un paziente in cui il 99% delle cellule del corpo conteneva il set cromosomico femminile XX e l'1% - maschio, XY. Come si è scoperto, suo fratello gemello è morto alla nascita, ma le sue cellule vivevano nel corpo di sua sorella.
E questi sono solo casi segnalati alla comunità medica generale.
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Zampe, ali e coda
Il termine "chimera" è tratto dalla mitologia greca: è un mostro "composito" con il corpo di una capra, la testa di un leone, la coda di un serpente, ecc. Bellerofonte. In biologia, una chimera, come già accennato, è una creatura con materiale genetico eterogeneo che coesiste in un organismo. Il termine fu introdotto per la prima volta nel 1907 dal botanico tedesco Hans Winkler, che chiamò le piante ottenute dall'innesto della belladonna su una chimera di gambo di pomodoro. Un altro botanico, Erwin Baur, ha spiegato la natura del fenomeno. E il primo animale "composto" è stato costruito nel 1984: un "mosaico" artificiale di una pecora e una capra, un cucciolo di quattro genitori, alcune delle cui cellule contenevano il genoma della pecora, e alcune - quello della capra.
Il chimerismo nelle piante è il risultato di mutazioni naturali o innesti, quando un ramo di una pianta di una specie viene aggiunto al tronco di un'altra. Gli esperimenti di Luther Burbank con la famosa Russet Burbank, una varietà di patate che ora rappresenta fino al 50% del raccolto di patate negli Stati Uniti d'America, prugne senza semi e mele cotogne profumate all'ananas furono per lo più la creazione di Frankenstein nel mondo vegetale.
Il famoso Michurin ha fatto lo stesso, che ha studiato a fondo come il portainnesto (una giovane pianta su cui è piantato il taglio di qualcun altro) influisce sulla resa, sulla vitalità e su altre proprietà del rampollo. La reazione "trapianto contro ospite", a causa della quale i trapianti di organi negli esseri umani e negli animali sono così pericolosi, è in generale insolita per le piante. L'unica difficoltà è che le chimere verdi, di regola, non trasmettono le loro qualità per eredità, devono essere propagate vegetativamente.
Il chimerismo nei mammiferi può derivare da diversi processi, sia naturali che artificiali. Il primo è il cosiddetto chimerismo tetragametico, quando due uova si fondono insieme, ognuna delle quali viene fecondata con il proprio sperma, o due embrioni nelle prime fasi dello sviluppo, a seguito del quale diversi organi o cellule di un tale organismo contengono un diverso set cromosomico. Le storie del "gemello ingoiato" sono un tipico esempio di tale chimerismo.
Il secondo è il microchimerismo … Le cellule del bambino possono entrare nel sistema circolatorio della madre e attecchire nei suoi tessuti (microchimerismo fetale). Ad esempio, le cellule immunitarie del feto possono (almeno per diversi anni) curare la madre dell'artrite reumatoide, aiutare a ripristinare il muscolo cardiaco dopo uno scompenso cardiaco sviluppato durante la gravidanza o aumentare la resistenza della madre al cancro. Al contrario, le cellule della madre attraversano la barriera placentare verso il feto (microchimerismo materno). Non senza il suo aiuto, si forma il sistema di immunità innata: il sistema immunitario del feto viene "addestrato" a resistere alle malattie, verso le quali la madre ha sviluppato l'immunità. Il rovescio della medaglia è che un bambino nel grembo materno può diventare vittima delle sue stesse malattie. In particolare, una tale malattia autoimmune,come il lupus neonatale, si verifica spesso nei bambini le cui madri hanno il lupus eritematoso sistemico.
La terza variante del chimerismo naturale è "gemello", quando a causa della fusione dei vasi sanguigni, i gemelli eterozigoti trasferiscono le loro cellule tra loro (non con le stesse cellule, come in quelle omozigoti, ma con diversi set genetici, come nei fratelli). È così che il suddetto paziente tedesco è diventato una chimera.
La variante successiva del chimerismo è il post-trapianto, quando, dopo una trasfusione di sangue o un trapianto di organi, le cellule del corpo umano coesistono con le cellule del donatore. È molto raro, ma accade che le cellule del donatore siano completamente "incorporate" nel corpo del ricevente - per esempio, alcuni anni fa, dopo un trapianto di fegato, il gruppo sanguigno di una ragazza australiana è cambiato per sempre.
L'ultima opzione è un trapianto di midollo osseo, in cui i medici fanno ogni sforzo per trasformare il paziente in una chimera e far funzionare le cellule trapiantate al posto di quelle dell'ospite.
Il midollo osseo del paziente viene ucciso con radiazioni e farmaci speciali, le cellule ematopoietiche del donatore vengono iniettate al suo posto e aspettano. Se i test rivelano il chimerismo del donatore, tutti sono felici, il processo è in corso e se riusciamo a far fronte al rigetto del trapianto, c'è una possibilità di guarigione. Ma il ritorno delle cellule "native" significa una rapida ricaduta della malattia.
Chimere da laboratorio
La storia degli embrioni chimerici è iniziata con i ghiozzi del dottor Ray Owen e dei polli del dottor Peter Brian Medawar, grazie ai quali è stato sviluppato il meccanismo della chimerizzazione.
Vitelli e polli Owen è stato il primo a notare che nei vitelli gemelli le cellule con materiale genetico eterogeneo coesistono perfettamente nel corpo e la ragione di ciò è la fusione dei vasi sanguigni. E il dottor Medawar prima ha unito le uova di gallina con "finestre" segate, poi ha sperimentato l'introduzione di colture cellulari di anatra negli embrioni di pollo, quindi ha iniziato a collegare i sistemi circolatori degli embrioni di pollo e infine ha formulato il termine "tolleranza immunologica" - la disponibilità del corpo ad accettare cellule estranee. È stato il primo a impiantare gli embrioni di topi con una linea pura di cellule embrionali da un'altra, e poi ha trapiantato lembi cutanei sulle chimere sopravvissute per dimostrare che i biomateriali trapiantati conservano le proprietà del loro organismo nativo e non vengono rifiutati allo stesso tempo. Scienziati a Chicago e Liverpool hanno progettato chimere di legno e topi domestici nei laboratori, iniettando ulteriore materiale genetico negli embrioni allo stadio di blastocisti.
I topi si sono rivelati abbastanza vitali: più attivi dei topi domestici, ma meno attivi dei topi delle foreste. In Russia, le chimere di pollo sono state allevate con successo: livornesi bianche con code rosse della Rhodeland.
Uomini giocattolo
Un'altra opzione per creare chimere è l'introduzione del DNA umano nell'uovo di un animale. Il materiale genetico dei cybrids - ibridi cellulari - è quasi completamente umano, ricevono solo DNA mitocondriale dall'animale. È vero, i tentativi di portare embrioni ibridi alla nascita di chimere al livello moderno della scienza sono destinati al fallimento; inoltre, la clonazione umana e, inoltre, la creazione di chimere uomo-animale sono legalmente vietate in tutti i paesi sviluppati. E non ha senso in esperimenti così complessi. Diverse dozzine di embrioni cibridi, creati per scopi puramente di ricerca, sono stati distrutti pochi giorni dopo l'inizio della divisione delle uova.
Medici e omuncoli
Gli scienziati hanno impiegato circa vent'anni (dalla prima operazione di successo del dottor Thomas) per imparare a selezionare donatori e riceventi compatibili con gli antigeni leucocitari umani - proteine, il cui disallineamento innesca una cascata di reazioni molecolari che portano al rigetto del trapianto e per combattere il rigetto con l'aiuto dei farmaci. sopprimere l'immunità. Nel 1990 sono stati eseguiti circa 4.000 trapianti di midollo osseo, meno di quelli effettuati oggi in un anno. Ora il tasso di sopravvivenza a cinque anni (in effetti - recupero) per la leucemia acuta è del 65%. Di conseguenza, è diventato possibile osservare gli effetti inaspettati del chimerismo.
Sia i medici che i parenti dei pazienti sono stati a lungo pronti al fatto che dopo il trapianto il gruppo sanguigno, il fattore Rh e la struttura dei capelli potrebbero cambiare, ma non è affatto tutto.
Il fatto che un trapianto di midollo osseo possa anche curare l'AIDS è una scoperta accidentale, fortuna dei medici tedeschi. È noto che circa l'1% degli europei è resistente all'HIV. Un americano di 42 anni, affetto sia da linfoma che da AIDS, ha subito un trapianto di midollo osseo per curare una delle sue malattie. E inaspettatamente per tutti (compresi i medici) è stato guarito da entrambi: il suo donatore si è rivelato portatore di una mutazione che fornisce resistenza al virus e l'ha trasferita al ricevente insieme al midollo osseo.
Know-how del XXI secolo - sviluppi nella terapia cellulare intrauterina. Le cellule staminali del sangue vengono iniettate in un feto affetto da immunodeficienza, talassemia, granulocitosi e, teoricamente, il bambino dovrebbe nascere sano. In pratica, è stato possibile ottenere un effetto solo nei feti con immunodeficienza; in tutti gli altri casi, anche con un chimerismo minimo, la malattia non è regredita. Gli esperimenti sulla terapia complessa vengono condotti attivamente sugli animali: in primo luogo, l'immunità del feto viene disattivata, quindi viene eseguito il trapianto. Ma gli esperimenti sugli esseri umani sono ancora lontani.
Chimerismo per sempre
La medicina metteva al suo servizio le possibilità del chimerismo ancor prima che questo fenomeno venisse studiato nella sua interezza. Nel 1940, fu fatto il primo tentativo di trapiantare il midollo osseo di suo fratello a un paziente con anemia aplastica. Nel 1958, sei fisici jugoslavi feriti in un incidente in una centrale nucleare furono trattati con un trapianto di midollo osseo a Parigi, cinque di loro sopravvissero. Nel 1957, negli Stati Uniti, il dottor Edward Thomas riuscì (dopo irradiazione corporea totale) a ottenere l'attecchimento del trapianto in due bambini con leucemia. I bambini morirono presto e 10 anni dopo, su 417 trapianti eseguiti da Thomas, solo tre ebbero successo. Nel 1968 fu eseguito un trapianto completamente riuscito: a un bambino con grave immunodeficienza fu iniettato il midollo osseo di suo fratello. Il paziente si è ripresodiventando una chimera - invece delle proprie cellule, il sangue nel corpo ha prodotto quelle "fraterne". E Edward Thomas nel 1990 ha ricevuto il Premio Nobel per la Medicina.
"Popular Mechanics # 2 2012"
