3.3 Эмбриональдық діңгек жасушалары
Эмбриональдық діңгек жасушаларын арнайы қоректік ортада өсіру мүмкіндігі болуы себепті, ересек діңгек жасушаларына қарағанда үлкен артықшылыққа ие.
Эмбриональдық діңгек жасушалары дегеніміз – шарананың дамуының ерте кезеңінде оның ағзасынан алынатын жасушалар. Оларды құрамында бластоцит (бластомер) деп аталатын 150-дей жасушасы бар, пішіні жалпақ шеңбер тәрізденіп келген шаранадан, бластулалық даму кезеңдерінде бөліп алынады. Алынған жасушалардың ішінде шарананың бөліктерін құруға қатысатын тек 30-ы ғана эмбриональдық діңгек жасушаларының болашақ желісін қалауға негіз бола алады.
Эмбриондардың қалыпты дамуы барысында эмбриональдық діңгек жасушалары жүктіліктің жетінші күнінен кейін жоғалып кетіп, олардың барлық ұлпа түрлеріне айналу мүмкіндіктері сейіледі.
Эмбриональды діңгек жасушалары ұрықтандырылған аналық жасушаларынан пайда болады. Ересек діңгек жасушалары сияқты, бұлар да диплоидты. Оларда ДНҚ-ның барлық құрамдары түгелдей кездеседі. Ұрықтанған аналық жасушалардан зигота пайда болатыны белгілі. Осы зиготаның даму сатыларының өте ерте кезеңдерінде пайда болатын эмбриональдық діңгек жасушалары, өздерінің ағзаға қажетті түрлі жасушаларға айналу мүмкіндіктерін ұзақ уақыт сақтай алады.
Алғашқы діңгек жасушаларының жаңа ұрықтанған аналық жасушасында түзілуі және бүтіндей тірі ағзаның бастамасы бола алуы себепті - тотипотентті деп аталады.
Дамудың ерте сатыларынан дайындалған эмбрионалдық діңгек жасушаларынан барлық түрдегі жасушалар түзілгенмен, олардан бүтіндей ағза мүшелерін өсіру мүмкін болмайды, немесе ең болмаса қазіргі кездегі технологияның даму дәрежесі ондай мүмкіндікке қол жеткізбейді. Сондықтан олар мультипотентті деп аталады.
Ересек адамдарда да діңгек жасушалары кездескенімен, олар өздері шыққан эмбрионалды жасушаларға қарағанда атқаратын қызметтері бойынша көбірек дифференцияланған болады. Мысалы, гематопоэтикалық діңгек жасушалары сүйек кеміктерінде кездесетін барлық жасушаларды түзе алады. Бұлардан басқа, олардың бауыр мен бүйрек жасушаларына да айнала алатындары анықталған. Сондықтан бұларды плюрипотентті деп атайды. Плюрипотентті діңгек жасушаларын мидан, бұлшық еттерінен, теріден, ас қорыту жүйесінен, көз айнасының торшасы мен қабықшасынан, бауыр және көкбауырдан алу мүмкін болған. Мұндай жасушалар зақымданған ағза мүшелерінің белгілі дәрежеде қалпына келуіне әсер етсе керек деген болжам жасалады.
Теория бойынша, әрбір эмбриональдық діңгек жасушалары көп жасушалы ағзада кездесетін 200 арнайыланған жасушалар түрлеріне айнала алады және әлі шынайы түрде дәлелденбесе де, тұтастай ағза мүшелерін түзе алуы мүмкін деген пікір жасауға негіз бере алады. Мұның бір бұлжытпастай дәлелі ретінде, бір аналық жасушасынан пайда болған егіздердің, яғни дамуының өте ерте кезеңінде екіге немесе үшке (үшем) бөлінген ұрықтанған аналық жасушасынан өрбіген сәбилердің туылуын келтіре аламыз.
3.4 Эмбриональдық діңгек жасушаларының желісін жасау
Медицинада эмбриональдық діңгек жасушаларын ағзадан тысқары (in vitro) жағдайында аналық жасушасын қолдан ұрықтандыру арқылы алады. Бұл әдіс бойынша жатыр түтікшесінен сорылып алынған аналық ұрық жасушасы, арнайы зертханаларда микроскопты пайдалана отырып, ер адамдардың сперматозоидтармен ұрықтандырылады. Мұнда барлық жағдайлар жасалынып, стерильдіктің қамтамасыз етілуі себепті, ұрықтану нәтижелері де өте жоғары болады. Осындай жолмен ұрықтанған аналық жасушасы – иесінің немесе басқа әйел жатырына (сурогатты шеше) қондырылады. Ең алғашқы қолдан ұрықтандыру арқылы пайда болған бала 1978 жылы Англияда дүниеге келген болатын. Сол уақыттан бастап бұл әдіс медицинада кеңінен қолданыла бастады. Қолдан ұрықтандыру әдісі көптеген балалары жоқ ата-аналардың сәбилі болуын қамтамасыз етті. Бедеулікпен күресуден басқа, қолдан ұрықтандыруды көптеген басқа да мақсаттарда, мысалы мал шаруашылығында жынысы бойынша сұрыптау жұмыстарын жүргізу үшін де пайдалануға болады.
Коммерциялық мақсатта қолдан ұрықтандыру жұмыстарын ірі қара малы шаруашылығында пайдалану тиімді екендігін көрсетті. Осындай жолмен алынған зигота, Дьюар құтысындағы сұйық азоттың -960С температурасында қатырылып, ары қарай сақталады. Мұның басты артықшылығы – зигота ұзақ мерзімге шыдайды және керек кезінде қажетті жерге оңай тасымалдау мүмкіндігіне ие болады.
Қолдан ұрықтандыру жолымен бір сәбидің дүниеге келуі үшін, бірнеше аналық ұрық жасушасын сперматозоидтармен ұрықтау қажет болады. Көпшілік жағдайда бір сеанс мерзімінде 8-ге дейін аналық жасушасын ұрықтандыруға қол жеткізілгенмен, оның тек 2-уі ғана болашақ ана жатырына бекітіледі. Қалғандары 6-8 жасушалық кезеңдерінде сұйық азотта қатырылады. Қазіргі кезде АҚШ мемлекетінде осындай жолмен сақталған 400 мыңға дейін эмбриондар бар деген мәліметтер келтіріледі. Соның ішінде 2,8% жуығы ғылыми-зерттеу жұмыстары үшін берілген.
Қатырудың эмбрионға тигізер әсері жөнінде әлі де толық белгісіз, сондықтан көптеген эмбриондар бұл жұмыстардан кейін өліп қалады. Бірақ та қатырылған, соңынан ерітіліп жатырға ендірілген эмбриондардың бір бөлігі өздерінің тіршілікке қабілеттілігін сақтауы себепті, кейіннен олардан аман-сау ұрпақ туылады.
Эмбриональдық діңгек жасушаларының желісін дайындау үшін, зерттеушілер ерітілген зиготаларды бластула стадиясына дейін өсіп-бөлінуін қадағалайды. Мұндай жұмыстардан кейін ол эмбрион ретінде ары қарайғы өзіндік маңызын жояды. Эмбриональдық діңгек жасушалары болса ары қарай шексіз өсіп-көбейе алады, яғни олар иммортальды қабілетке ие. Жасушалық желіні тоңазытқышта сақталатын ашытқыға ұқсатуға болады. Қажетті орта жағдайы жасалып сақталған оның бір тұтамын алып, жаңа ашытқы жасауға болады емес пе. Сол сияқты, адамдардың да кейбір эмбриональдық діңгек жасушалары 300-400-ге дейін бөліне алады. Тәжірибе жұмыстарында алынған тышқандардың діңгек жасушалары арнайы орта жағдайында бірнеше онжыл бойы сақталған.
Адамның діңгек жасушасы желісін жасаудың жалпы схемасын келесі 7-ші суреттен көруге болады.
7-сурет. Адамның діңгек жасушасы желісін жасау
(Ш. Уолкер. Биотехнология /Путеводитель, 2008.)
Жасуша желілеріне тиісті ерекшеліктерінің бірі – олардың «ойыннан шығу» қабілеттіліктері болуы себепті, ғалымдардың пікірі бойынша оларды ауық-ауық жаңа жасушалармен ауыстырып тұру қажет. Бұл пікір басқа да жасушалар желілерін, атап айтқанда, адам фибробластарын қоректік ортада көп мерзімде сақтау барысында жасалынған. Мүмкін, ескіріп қалуы себепті көбею қабілеттіліктерін жоғалта бастаған жасушаларды, жаңа эмбриональды жасушалармен тұрақты түрде ауыстырып тұру қажет болатын шығар. Өйткені, ұзақ уақыт бойына жасанды қоректік ортада өсіріліп келінген басқа жасушаларда мутациялық өзгерістер жиналып қалуы себепті, оларда көбею қабілеттіліктерінің төмендей бастағаны байқалады.
Адамның діңгек жасушаларының желісі өте әлсіз болып келеді, сондықтан оны құру табандылық пен үлкен тәжірибені талап етеді. Олар мамандандырылған жасушаларға айналуға бейім келеді. Қазіргі кездегі белгілі технология бойынша, тышқанның эмбриональды фибробластары бар, құрамына сиыр қаны сарысуы қосылған, арнайы қоректік ортада адамның діңгек жасушаларының мамандану үдерісі жүрмейтіні анықталған. Құрамында осындай адам ағзасына жат заттары бар қоректік ортада көбейтілген діңгек жасушаларын адамдарға терапиялық мақсатта қолдану, өте үлкен күмән туғызытын нәрсе. Өйткені мұндай жағдайға жол берілсе, адам жасушасы тышқан немесе сиыр ағзасында болуы мүмкін әртүрлі зиянды заттар немесе вирустармен ластануы мүмкін. 2007 жылы ғалымдар діңгек жасушаларын өсіру үшін қолданылатын қоректік ортадағы хайуандардың компоненттерін адамдардың сондай элементтерімен алмастыруды ұсынған еді. Алайда, қазіргі кезде, адамдардың жинақталған діңгек жасушалары желісінің, басқа да бөгде заттармен ластану мүмкіндіктері әлі де сақталуда деген қауіп туындайды.