En los laboratorios de la madre naturaleza se están llevando a cabo extraños experimentos: los gemelos se absorben en el útero, la madre no es la madre de sus hijos y los hermanos se funden en un solo organismo para sobrevivir. Los genetistas han estado poniéndose al día con la naturaleza durante cien años, pero hasta el día de hoy no han podido superarla. Entonces, tenemos quimerismo
Una residente de los Estados Unidos, Lydia Fairchild, se llevó una desagradable sorpresa cuando, después de su divorcio, solicitó beneficios sociales. Su esposo tuvo que confirmar la paternidad mediante análisis de ADN, y este último demostró que era Lydia quien no era madre de dos hijos comunes (y al mismo tiempo el tercero, de quien estaba embarazada en ese momento). Al principio, se sugirió que la causa era un trasplante de tejido o una transfusión de sangre, pero ni la mujer ni los niños estuvieron expuestos.
El estado ha presentado una demanda por fraude. El abogado de la Sra. Fairchild salvó la situación: proporcionó al tribunal un artículo del New England Journal of Medicine:
Karen Keegan, maestra de 52 años de Boston, requirió un trasplante de riñón. Tres de sus hijos aceptaron ser donantes, ¡pero el análisis genético demostró que dos de ellos no son parientes de su propia madre! La investigación ha establecido muchos hechos interesantes: en particular, resultó que Karen tenía una hermana gemela, que en la fase temprana del desarrollo embrionario se fusionó con el embrión sobreviviente. El maestro de Boston resultó ser una quimera, una criatura en cuyos tejidos corporales están presentes diferentes conjuntos de genes, sin interferir entre sí.
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En el precedente con la Sra. Fairchild, todo resultó ser aún más complicado: el ADN de los hijos de Lydia demostró solo una relación con su abuela, la madre de la Sra. Fairchild. Fue posible averiguarlo solo gracias al análisis del cabello, y el cabello en la cabeza y el pubis de la mujer contenía material genético diferente. La Sra. Fairchild salió seca y su historia en 2006 se dedicó al programa "Mi gemelo en mí".
Se han registrado oficialmente unos cuarenta casos de quimerismo, pero de hecho hay muchos más. Con una alta probabilidad, el famoso maníaco Chikatilo, cuyo grupo sanguíneo y datos de esperma no coincidían, era una quimera. A veces, el quimerismo aparece accidentalmente durante los intentos de fertilización in vitro o inseminación artificial: científicos de Alemania describieron a un paciente en el que el 99% de las células del cuerpo contenían el conjunto de cromosomas femeninos XX y el 1%, masculino, XY. Al final resultó que, su hermano gemelo murió al nacer, pero sus células vivían en el cuerpo de su hermana.
Y estos son solo casos reportados a la comunidad médica general.
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Patas, alas y cola
El término "quimera" se toma de la mitología griega: es un monstruo "compuesto" con el cuerpo de una cabra, la cabeza de un león, la cola de una serpiente, etc. Es generado por monstruos feos: una mitad mujer, mitad serpiente Echidna y el gigante Tifón, pero asesinado, según una de las versiones, por un héroe. Belerofonte. En biología, una quimera, como ya se mencionó, es una criatura con material genético heterogéneo que coexiste en un organismo. El término fue introducido por primera vez en 1907 por el botánico alemán Hans Winkler, quien llamó quimeras a las plantas obtenidas como resultado del injerto de solanáceas en un tallo de tomate. Otro botánico, Erwin Baur, explicó la naturaleza del fenómeno. Y el primer animal "compuesto" se construyó en 1984: un "mosaico" artificial de una oveja y una cabra, un cachorro de cuatro padres, algunas de cuyas células contenían el genoma de la oveja y otras, el de la cabra.
El quimerismo en las plantas es el resultado de mutaciones naturales o injertos, cuando una rama de una planta de una especie se agrega al tronco de otra. Los experimentos de Luther Burbank con la famosa Russet Burbank, una variedad de papa que ahora representa hasta el 50% de la cosecha de papa en los Estados Unidos de América, ciruelas sin semillas y membrillo con aroma a piña fueron en su mayoría creación de Frankenstein en el mundo vegetal.
Lo mismo hizo el famoso Michurin, quien estudió a fondo cómo el portainjerto (una planta joven sobre la que se planta el esqueje de otra persona) afecta el rendimiento, la viabilidad y otras propiedades del vástago. La reacción "injerto contra huésped", debido a la cual los trasplantes de órganos en humanos y animales son tan peligrosos, es en general inusual para las plantas. La única dificultad es que las quimeras verdes, por regla general, no transmiten sus cualidades por herencia, tienen que propagarse vegetativamente.
El quimerismo en mamíferos puede resultar de varios procesos, tanto naturales como artificiales. El primero es el llamado quimerismo tetragamético, cuando dos óvulos se fusionan, cada uno de los cuales es fertilizado con su propio espermatozoide, o dos embriones en las primeras etapas de desarrollo, como resultado de lo cual diferentes órganos o células de dicho organismo contienen un conjunto de cromosomas diferente. Las historias de los "gemelos tragados" son un ejemplo típico de tal quimerismo.
El segundo es el microquimerismo.… Las células del bebé pueden ingresar al sistema circulatorio de la madre y echar raíces en sus tejidos (microquimerismo fetal). Por ejemplo, las células inmunitarias del feto pueden (al menos durante varios años) curar a la madre de la artritis reumatoide, ayudar a restaurar el músculo cardíaco después de desarrollar insuficiencia cardíaca durante el embarazo o aumentar la resistencia de la madre al cáncer. Por el contrario, las células de la madre atraviesan la barrera placentaria hasta el feto (microquimerismo materno). No sin su ayuda, se forma el sistema de inmunidad innata: el sistema inmunológico del feto está "entrenado" para resistir enfermedades, a las que la madre ha desarrollado inmunidad. La otra cara de esta moneda es que un niño en el útero puede convertirse en víctima de sus propias enfermedades. En particular, tal enfermedad autoinmune,como el lupus neonatal, ocurre a menudo en niños cuyas madres tienen lupus eritematoso sistémico.
La tercera variante del quimerismo natural es "gemelo", cuando, debido a la fusión de vasos sanguíneos, los gemelos heterocigotos transfieren sus células entre sí (no con las mismas células, como en los homocigotos, sino con diferentes conjuntos de genes, como en los hermanos). Así es como el mencionado paciente de Alemania se convirtió en una quimera.
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La siguiente variante de quimerismo es el postrasplante, cuando, después de una transfusión de sangre o un trasplante de órganos, las células del propio cuerpo humano coexisten con las células del donante. Es muy raro, pero sucede que las células del donante están completamente "incorporadas" al cuerpo del receptor; por ejemplo, hace unos años, después de un trasplante de hígado, el grupo sanguíneo de una niña australiana cambió para siempre.
La última opción es un trasplante de médula ósea, en el que los médicos hacen todo lo posible por convertir al paciente en una quimera y hacer que las células trasplantadas funcionen en lugar de las del huésped.
La propia médula ósea del paciente se destruye con radiación y medicamentos especiales, se inyectan células hematopoyéticas del donante en su lugar y se espera. Si las pruebas revelan el quimerismo del donante, todo el mundo está contento, el proceso está en marcha y si logramos afrontar el rechazo del trasplante, existe una posibilidad de recuperación. Pero el regreso de las células "nativas" significa una rápida recaída de la enfermedad.
Quimeras de laboratorio
La historia de los embriones quiméricos comenzó con los gobios del Dr. Ray Owen y los pollos del Dr. Peter Brian Medawar, gracias a los cuales se desarrolló el mecanismo de quimerización.
Terneros y gallinas Owen fue el primero en notar que en los terneros gemelos coexisten perfectamente en el cuerpo células con material genético heterogéneo, y la razón de esto es la fusión de los vasos sanguíneos. Y el Dr. Medawar primero empalmó huevos de gallina con "ventanas" aserradas, luego experimentó con la introducción de cultivos de células de pato en embriones de pollo, luego comenzó a conectar los sistemas circulatorios de los embriones de pollo y finalmente formuló el término "tolerancia inmunológica": la disposición del cuerpo para aceptar células extrañas. Fue el primero en implantar los embriones de ratones de una línea pura de células embrionarias de otra, y luego trasplantó colgajos de piel a las quimeras supervivientes para demostrar que los biomateriales trasplantados conservan las propiedades de su organismo nativo y no son rechazados al mismo tiempo. Científicos de Chicago y Liverpool han diseñado quimeras de madera y ratones domésticos en laboratorios, inyectando material genético adicional en embriones en la etapa de blastocisto.
Los ratones resultaron ser bastante viables: más activos que los ratones domésticos, pero menos activos que los del bosque. En Rusia, las quimeras de pollo se criaron con éxito: leghorns blancos con colas rojas de Rhodeland.
Hombres de juguete
Otra opción para crear quimeras es la introducción de ADN humano en el huevo de un animal. El material genético de los cíbridos, híbridos de células, es casi completamente humano, solo reciben ADN mitocondrial del animal. Es cierto que los intentos de llevar embriones híbridos al nacimiento de quimeras en el nivel científico moderno están condenados al fracaso; además, la clonación humana y, además, la creación de quimeras humano-animal están legalmente prohibidas en todos los países desarrollados. Y no tiene sentido realizar experimentos tan complejos. Varias docenas de embriones cíbridos, creados con fines puramente de investigación, fueron destruidos pocos días después del inicio de la división del huevo.
Doctores y homúnculos
Los científicos tardaron unos veinte años (desde la primera operación exitosa del Dr. Thomas) para aprender a seleccionar donantes y receptores que sean compatibles con los antígenos leucocitarios humanos: proteínas, cuyo desajuste desencadena una cascada de reacciones moleculares que conducen al rechazo del trasplante y a combatir el rechazo con la ayuda de medicamentos. suprimiendo la inmunidad. En 1990, se realizaron alrededor de 4.000 trasplantes de médula ósea, menos de los que se realizan hoy en día en un año. Ahora, la tasa de supervivencia a cinco años (de hecho, recuperación) para la leucemia aguda es del 65%. En consecuencia, fue posible observar los efectos inesperados del quimerismo.
Tanto los médicos como los familiares de los pacientes han estado preparados para el hecho de que, después del trasplante, el grupo sanguíneo, el factor Rh y la estructura del cabello pueden cambiar, pero esto no es todo.
El hecho de que un trasplante de médula ósea pueda incluso curar el sida es un descubrimiento accidental, suerte de los médicos alemanes. Se sabe que alrededor del 1% de los europeos son resistentes al VIH. Un estadounidense de 42 años, con linfoma y sida, se sometió a un trasplante de médula ósea para tratar una de sus enfermedades. E inesperadamente para todos (incluidos los médicos) se curó de ambos: su donante resultó ser portador de una mutación que proporciona resistencia al virus y la transfirió al receptor junto con la médula ósea.
Know-how del siglo XXI - desarrollos en terapia celular intrauterina. Las células madre sanguíneas se inyectan en un feto que padece inmunodeficiencia, talasemia, granulocitosis y, en teoría, el niño debería nacer sano. En la práctica, fue posible lograr un efecto solo en fetos con inmunodeficiencia, en todos los demás casos, incluso con un quimerismo mínimo, la enfermedad no retrocedió. Se están llevando a cabo activamente experimentos sobre terapias complejas en animales: primero, se apaga la inmunidad del feto y luego se lleva a cabo el trasplante. Pero los experimentos con humanos aún están lejos.
Quimerismo para siempre
La medicina puso a su servicio las posibilidades del quimerismo incluso antes de que este fenómeno fuera estudiado en su totalidad. En 1940, se hizo el primer intento de trasplantar la médula ósea de su hermano a un paciente con anemia aplásica. En 1958, seis físicos yugoslavos que resultaron heridos en un accidente en una planta de energía nuclear fueron tratados con un trasplante de médula ósea en París, cinco de ellos sobrevivieron. En 1957, en los EE. UU., El Dr. Edward Thomas logró (después de la irradiación total del cuerpo) lograr el injerto del injerto en dos niños con leucemia. Los niños murieron pronto, y 10 años después, de 417 trasplantes realizados por Thomas, solo tres tuvieron éxito. En 1968, se realizó un trasplante completamente exitoso: a un niño con inmunodeficiencia severa se le inyectó la médula ósea de su hermano. El paciente se recuperóconvirtiéndose en una quimera: en lugar de sus propias células, la sangre del cuerpo produjo células "fraternas". Y Edward Thomas en 1990 recibió el Premio Nobel de Medicina.
"Popular Mechanics # 2 2012"
