Dans les laboratoires de Mère Nature, d'étranges expériences se déroulent: des jumeaux s'absorbent dans l'utérus, la mère n'est pas la mère de ses propres enfants et les frères et sœurs fusionnent en un seul organisme pour survivre. Les généticiens rattrapent la nature depuis cent ans, mais à ce jour, ils n'ont pas pu la surpasser. Donc, nous avons le chimérisme
Une résidente des États-Unis, Lydia Fairchild, a eu une mauvaise surprise lorsque, après son divorce, elle a demandé des prestations sociales. Son mari a dû confirmer la paternité par analyse ADN - et cette dernière a montré que c'était Lydia qui n'était pas la mère de deux enfants communs (et en même temps le troisième, avec qui elle était enceinte à ce moment-là). Au début, il a été suggéré que la cause était une greffe de tissu ou une transfusion sanguine, mais ni la femme ni les enfants n'ont été exposés.
L'État a déposé une plainte pour fraude. L'avocat de Mme Fairchild a sauvé la situation - il a fourni au tribunal un article du New England Journal of Medicine:
Karen Keegan, une enseignante de 52 ans à Boston, a dû subir une greffe de rein. Trois de ses fils ont accepté d'être donneurs, mais l'analyse génétique a montré que deux d'entre eux ne sont pas parents de leur propre mère! La recherche a établi de nombreux faits intéressants: en particulier, il s'est avéré que Karen avait une sœur jumelle qui, au début du développement embryonnaire, a fusionné avec l'embryon survivant. Le professeur de Boston s'est avéré être une chimère - une créature dans laquelle les tissus corporels avec différents ensembles de gènes sont présents, sans interférer les uns avec les autres.
Dans le précédent avec Mme Fairchild, tout s'est avéré être encore plus compliqué - l'ADN des enfants de Lydia prouvait seulement la parenté avec leur grand-mère, la mère de Mme Fairchild. Il n'a été possible de le comprendre que grâce à l'analyse des cheveux, et les cheveux de la tête et du pubis de la femme contenaient un matériel génétique différent. Mme Fairchild est sortie sèche, et son histoire en 2006 a été consacrée à l'émission "Mon jumeau en moi".
Une quarantaine de cas de chimérisme ont été officiellement enregistrés, mais en fait il y en a beaucoup plus. Avec une forte probabilité, le célèbre maniaque Chikatilo, dont le groupe sanguin et les données sur le sperme ne correspondaient pas, était une chimère. Parfois, le chimérisme apparaît accidentellement lors de tentatives de fécondation in vitro ou d'insémination artificielle: des scientifiques allemands ont décrit un patient chez qui 99% des cellules du corps contenaient le chromosome féminin XX et 1% - un homme, XY. En fait, son frère jumeau est mort à la naissance, mais ses cellules vivaient dans le corps de sa sœur.
Et ce ne sont que des cas signalés à la communauté médicale générale.
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Pattes, ailes et queue
Le terme «chimère» est tiré de la mythologie grecque - c'est un monstre «composite» avec le corps d'une chèvre, la tête d'un lion, la queue d'un serpent, etc. Il est généré par des monstres laids - une moitié-femme, moitié-serpent Echidna et le géant Typhon, tué, selon une version, par un héros Bellérophon. En biologie, une chimère, comme déjà mentionné, est une créature avec un matériel génétique hétérogène qui coexiste dans un organisme. Le terme a été introduit pour la première fois en 1907 par le botaniste allemand Hans Winkler, qui a appelé les plantes obtenues à la suite de la greffe de morelle sur une tige de tomate chimères. Un autre botaniste, Erwin Baur, a expliqué la nature du phénomène. Et le premier animal «composé» a été construit en 1984 - une «mosaïque» artificielle d'un mouton et d'une chèvre, un petit de quatre parents, dont certaines cellules contenaient le génome du mouton, et d'autres - celui de la chèvre.
Le chimérisme chez les plantes est le résultat de mutations naturelles ou de greffes, lorsqu'une branche d'une plante d'une espèce est ajoutée au tronc d'une autre. Les expériences de Luther Burbank avec la célèbre Russet Burbank, une variété de pomme de terre qui représente désormais jusqu'à 50% de la récolte de pommes de terre aux États-Unis d'Amérique, les prunes sans pépins et le coing parfumé à l'ananas étaient principalement la création de Frankenstein dans le monde végétal.
Le célèbre Michurin a fait de même, qui a étudié en profondeur comment le porte-greffe (une jeune plante sur laquelle la bouture de quelqu'un d'autre est plantée) affecte le rendement, la viabilité et d'autres propriétés du greffon. La réaction «greffon contre hôte», en raison de laquelle les greffes d'organes chez les humains et les animaux sont si dangereuses, est en général inhabituelle pour les plantes. La seule difficulté est que les chimères vertes, en règle générale, ne transmettent pas leurs qualités par héritage, elles doivent être multipliées par voie végétative.
Le chimérisme chez les mammifères peut résulter de plusieurs processus, à la fois naturels et artificiels. Le premier est le soi-disant chimérisme tétragamétique, lorsque deux œufs fusionnent, chacun d'eux étant fécondé avec son propre sperme, ou deux embryons aux premiers stades de développement, à la suite desquels différents organes ou cellules d'un tel organisme contiennent un ensemble de chromosomes différent. Les histoires de «jumeaux avalés» sont un exemple typique d'un tel chimérisme.
Le second est le microchimérisme … Les cellules du bébé peuvent pénétrer dans le système circulatoire de la mère et s'enraciner dans ses tissus (microchimérisme fœtal). Par exemple, les cellules immunitaires du fœtus peuvent (au moins pendant plusieurs années) guérir la mère de la polyarthrite rhumatoïde, aider à restaurer le muscle cardiaque après avoir développé une insuffisance cardiaque pendant la grossesse ou augmenter la résistance de la mère au cancer. À l'inverse, les cellules de la mère traversent la barrière placentaire vers le fœtus (microchimérisme maternel). Non sans son aide, le système d'immunité innée se forme: le système immunitaire du fœtus est «entraîné» à résister aux maladies auxquelles la mère a développé une immunité. Le revers de cette médaille est qu'un enfant dans l'utérus peut devenir victime de ses propres maladies. En particulier, une telle maladie auto-immune,comme le lupus néonatal, survient souvent chez les enfants dont les mères ont un lupus érythémateux disséminé.
La troisième variante du chimérisme naturel est «jumelle», lorsque, en raison de la fusion des vaisseaux sanguins, les jumeaux hétérozygotes transfèrent leurs cellules entre elles (pas avec les mêmes cellules, comme dans les homozygotes, mais avec des ensembles de gènes différents, comme chez les frères et sœurs). C'est ainsi que le patient allemand mentionné ci-dessus est devenu une chimère.
La variante suivante du chimérisme est la post-transplantation, lorsque, après une transfusion sanguine ou une greffe d'organe, les propres cellules du corps humain coexistent avec les cellules du donneur. C'est très rare, mais il arrive que les cellules du donneur soient complètement «incorporées» dans le corps du receveur - par exemple, il y a quelques années, après une transplantation hépatique, le groupe sanguin d'une fille australienne a changé pour toujours.
La dernière option est une greffe de moelle osseuse, dans laquelle les médecins font tout leur possible pour faire une chimère sur le patient et faire fonctionner les cellules transplantées au lieu de celles de l'hôte.
La moelle osseuse du patient est tuée par des radiations et des médicaments spéciaux, des cellules hématopoïétiques du donneur sont injectées à sa place et attendent. Si les tests révèlent le chimérisme du donneur, tout le monde est heureux, le processus est en cours et si nous parvenons à faire face au rejet de la greffe, il y a une chance de guérison. Mais le retour des cellules «natives» signifie une rechute rapide de la maladie.
Chimères de laboratoire
L'histoire des embryons chimériques a commencé avec les gobies du Dr Ray Owen et les poulets du Dr Peter Brian Medawar, grâce auxquels le mécanisme de chimérisation a été développé.
Veaux et poulets Owen a été le premier à remarquer que chez les veaux jumeaux, des cellules au matériel génétique hétérogène coexistent parfaitement dans le corps, et cela s'explique par la fusion des vaisseaux sanguins. Et le Dr Medawar a d'abord épissé des œufs de poule avec des «fenêtres» sciées, puis a expérimenté l'introduction de cultures de cellules de canard dans des embryons de poulet, puis a commencé à connecter les systèmes circulatoires d'embryons de poulet et a finalement formulé le terme «tolérance immunologique» - la disposition du corps à accepter des cellules étrangères. Il a été le premier à implanter les embryons de souris d'une lignée pure de cellules embryonnaires d'une autre, puis a transplanté des lambeaux de peau aux chimères survivantes pour démontrer que les biomatériaux transplantés conservent les propriétés de leur organisme natif et ne sont pas rejetés en même temps. Des scientifiques de Chicago et de Liverpool ont conçu des chimères de bois et de souris domestiques dans des laboratoires, injectant du matériel génétique supplémentaire dans des embryons au stade blastocyste.
Les souris se sont avérées assez viables: plus actives que les souris domestiques, mais moins actives que les souris forestières. En Russie, des chimères de poulet ont été élevées avec succès - des leghorns blancs avec des queues de rhodeland rouges.
Hommes de jouet
Une autre option pour créer des chimères est l'introduction d'ADN humain dans l'œuf d'un animal. Le matériel génétique des cybrides - hybrides cellulaires - est presque entièrement humain, ils ne reçoivent que l'ADN mitochondrial de l'animal. Certes, les tentatives d'amener des embryons hybrides à la naissance de chimères au niveau scientifique moderne sont vouées à l'échec; en outre, le clonage humain et, de plus, la création de chimères homme-animal sont légalement interdits dans tous les pays développés. Et cela ne sert à rien de telles expériences complexes. Plusieurs dizaines d'embryons cybrides, créés à des fins purement de recherche, ont été détruits quelques jours après le début de la division des œufs.
Médecins et homoncules
Il a fallu aux scientifiques une vingtaine d'années (depuis la première opération réussie du Dr Thomas) pour apprendre à sélectionner des donneurs et des receveurs compatibles avec les antigènes leucocytaires humains - des protéines dont l'inadéquation déclenche une cascade de réactions moléculaires conduisant au rejet de la greffe, et à lutter contre le rejet à l'aide de médicaments. supprimer l'immunité. En 1990, environ 4 000 greffes de moelle osseuse avaient été effectuées - moins qu'aujourd'hui effectuées en un an. Maintenant, le taux de survie à cinq ans (en fait - récupération) pour la leucémie aiguë est de 65%. En conséquence, il est devenu possible d'observer les effets inattendus du chimérisme.
Les médecins et les proches des patients sont prêts depuis longtemps au fait qu'après la transplantation, le groupe sanguin, le facteur Rh et la structure capillaire peuvent changer - mais ce n'est pas tout.
Le fait qu'une greffe de moelle osseuse puisse même guérir le sida est une découverte accidentelle, la chance des médecins allemands. On sait qu'environ 1% des Européens sont résistants au VIH. Un Américain de 42 ans, atteint à la fois d'un lymphome et du SIDA, a subi une greffe de moelle osseuse pour traiter l'une de ses maladies. Et de façon inattendue pour tout le monde (y compris les médecins), il a été guéri des deux - son donneur s'est avéré être porteur d'une mutation qui offre une résistance au virus, et l'a transférée au receveur avec la moelle osseuse.
Savoir-faire du XXIe siècle - évolution de la thérapie cellulaire intra-utérine. Des cellules souches sanguines sont injectées à un fœtus souffrant d'immunodéficience, de thalassémie, de granulocytose - et en théorie, l'enfant doit naître en bonne santé. Dans la pratique, il était possible d'obtenir un effet uniquement chez les fœtus présentant un déficit immunitaire; dans tous les autres cas, même avec un chimérisme minimal, la maladie n'a pas reculé. Des expériences de thérapie complexe sont activement menées sur des animaux: d'abord, l'immunité du fœtus est désactivée, puis la transplantation est effectuée. Mais les expériences sur les humains sont encore loin.
Le chimérisme pour de bon
La médecine a mis les possibilités du chimérisme à son service avant même que ce phénomène ne soit étudié dans son intégralité. En 1940, la première tentative a été faite de transplanter la moelle osseuse de son frère à un patient atteint d'anémie aplasique. En 1958, six physiciens yougoslaves blessés dans un accident dans une centrale nucléaire ont été traités par greffe de moelle osseuse à Paris, cinq d'entre eux ont survécu. En 1957, aux États-Unis, le Dr Edward Thomas a réussi (après irradiation corporelle totale) à réaliser une greffe de greffe chez deux enfants atteints de leucémie. Les enfants moururent bientôt et 10 ans plus tard, sur 417 greffes effectuées par Thomas, seules trois réussirent. En 1968, une greffe complètement réussie a été réalisée: un enfant atteint d'un déficit immunitaire sévère a reçu une injection de la moelle osseuse de son frère. Le patient s'est rétablidevenir une chimère - au lieu de ses propres cellules, le sang dans le corps produit des "fraternelles". Et Edward Thomas a reçu en 1990 le prix Nobel de médecine.
"Popular Mechanics # 2 2012"