Kāpēc šis jautājums ir radījis strīdus?

PRASMĪGA amatnieka rokās mīksta māla pika var iegūt jebkādu formu. Embrija cilmes šūnas var salīdzināt ar šādu mitra māla masu — tām ir potenciāls attīstīties par jebkuru no vairāk nekā 200 veidu šūnām, kas veido cilvēka organismu. Kā tas ir iespējams? Apskatīsim, kas notiek ar tikko apaugļotu olšūnu.

Drīz pēc apaugļošanas olšūna sāk drostaloties. Kad šis process ir turpinājies apmēram piecas dienas, ir izveidojies sīks šūnu sakopojums, ko sauc par blastocistu. Tas ir pūslītis, kam ir čaulai līdzīgs ārējo šūnu slānis un iekšējā šūnu masa — aptuveni 30 šūnas, kas no iekšpuses piesaistās ārējai šūnu kārtiņai. Ārējais šūnu slānis vēlāk kļūst par placentu, bet iekšpusē esošās šūnas — par embriju.

Blastocistas stadijā tās šūnas, kas atrodas pūslīša iekšpusē, vēl nav sākušas veidoties par noteikta veida šūnām, piemēram, par nervu, nieru vai muskuļu šūnām, tāpēc tās dēvē par cilmes šūnām. Tā kā šīs šūnas laika gaitā var kļūt praktiski par jebkura veida šūnām, kādas vien organismā ir, tās sauc par polipotentām. Lai noskaidrotu, kāpēc ar cilmes šūnām saistās tik daudz cerību un strīdu, uzzināsim, ko zinātnieki līdz šim ir atklājuši un kādus mērķus viņi izvirza. Vispirms pievērsīsim uzmanību embrija cilmes šūnām.

Embrija cilmes šūnas

Ziņojumā Cilmes šūnas un reģeneratīvās medicīnas nākotne (Stem Cells and the Future of Regenerative Medicine) sacīts: ”Pēdējos trīs gados ir kļuvis iespējams iegūt šīs [cilvēka embrija] cilmes šūnas no blastocistas un laboratorijas  apstākļos uzglabāt tās nediferencētā stāvoklī šūnu līnijās.” * Tas nozīmē, ka embrija cilmes šūnas var kultivēt — izaudzēt no tām neierobežotu skaitu identisku šūnu. Peļu embrija cilmes šūnas, kas pirmo reizi tika iegūtas 1981. gadā, ir ļāvušas laboratorijas apstākļos radīt miljardiem tādu pašu šūnu.

Tā kā visas šīs šūnas joprojām ir nediferencētas, zinātnieki cer, ka ar attiecīgu bioķīmisku stimulāciju cilmes šūnas varēs izaudzēt praktiski par jebkura veida šūnām, kādas vajadzīgas audu pārstādīšanai. Vienkāršojot var teikt, ka cilmes šūnas tiek uzskatītas par potenciālu avotu, no kura neierobežotā daudzumā varētu iegūt organisma ”rezerves daļas”.

Divos pētījumos ar dzīvniekiem zinātnieki panāca, ka embrija cilmes šūnas kļūst par insulīnu ražojošām šūnām, kas pēc tam tika pārstādītas ar diabētu slimām pelēm. Vienā gadījumā diabēta simptomus izdevās novērst, bet otrā gadījumā jaunās šūnas nespēja saražot pietiekami daudz insulīna. Līdzīgos pētījumos zinātnieki ir guvuši daļējus panākumus, mēģinot atjaunot nervu funkcijas muguras smadzeņu bojājuma gadījumā un novērst Parkinsona slimības simptomus. ”Šo pētījumu rezultāti ir daudzsološi, tomēr tie vēl nepierāda, ka līdzīgas metodes būs noderīgas cilvēku ārstēšanā,” uzskata ASV Nacionālā zinātņu akadēmija. Bet tagad — par to, kāpēc cilvēka embrija šūnu pētījumi ir izraisījuši tik vētrainas diskusijas.

Kas izraisa bažas

Galvenais bažu iemesls ir tas, ka embrija cilmes šūnu iegūšanas procesā pats embrijs iet bojā. Nacionālā zinātņu akadēmija atzīst: ”Līdz ar to embrijam tiek atņemta jebkāda iespēja attīstīties par pilnvērtīgu cilvēcisku būtni. To cilvēku acīs, kuri uzskata, ka dzīvība sākas ieņemšanas brīdī, [embrija cilmes šūnu] pētniecība ir pretrunā ar principiem, kas aizliedz iznīcināt cilvēka dzīvību, kā arī izmantot cilvēka dzīvību par līdzekli kāda mērķa sasniegšanai, lai cik cēls šis mērķis būtu.”

No kurienes nāk embriji, ko izmanto cilmes šūnu iegūšanai? Galvenokārt — no klīnikām, kurās tiek veikta ārpusdzemdes apaugļošana. Pāri palikušie embriji parasti tiek vai nu sasaldēti, vai arī izmesti ārā. Kādā klīnikā Indijā katru gadu tiek iznīcināts vairāk nekā 1000 cilvēka embriju.

Embrija cilmes šūnu pētījumi turpinās, bet daļa pētnieku tikmēr ir koncentrējuši uzmanību uz citu cilmes šūnu veidu, ar ko nav saistītas tādas kaislības, — tās ir nediferencētas (nespecializētas) šūnas, kas atrodas diferencētos (specializētos) audos, piemēram, kaula smadzenēs, asinīs un asinsvados, ādā, muguras smadzenēs, aknās, kuņģa un zarnu traktā un aizkuņģa dziedzerī.

Cilmes šūnas no diferencētiem audiem

Pirmie pētījumi lika domāt, ka šī tipa cilmes šūnu iespējas ir daudz šaurākas nekā embrija cilmes šūnām. Taču vēlākie dati, kas iegūti pētījumos ar dzīvniekiem, ļauj secināt, ka noteiktas cilmes šūnas, iespējams, var diferencēties ne tikai par audiem, no kuriem tās ņemtas, bet arī par cita veida audiem.

 No asinīm un kaula smadzenēm var iegūt tā saucamās hematopoētiskās cilmes šūnas, kas spēj ”pastāvīgi atjaunoties kaula smadzenēs un diferencēties par visu veidu šūnām, kādas ir asinīs”, norāda Nacionālā zinātņu akadēmija. Šīs cilmes šūnas jau tiek lietotas leikēmijas un vairāku citu asins slimību ārstēšanā. * Tagad daži zinātnieki apgalvo, ka no hematopoētiskajām cilmes šūnām var iegūt ne tikai asins šūnas, bet arī, piemēram, aknu šūnas un šūnas, kas līdzīgas neironiem un citām galvas smadzenēs sastopamām šūnām.

Nozīmīgus panākumus ir guvusi kāda amerikāņu pētnieku grupa, izmantojot cita veida cilmes šūnas, kas iegūtas no peļu kaula smadzenēm. Pētījuma rezultāti, par kuriem ziņo žurnāls Nature, liecina, ka šīs šūnas ir ”tikpat daudzpusīgas kā embrija cilmes šūnas”, raksta The New York Times. Teorētiski šīs šūnas var paveikt tieši to pašu, ko embrija cilmes šūnas, norāda laikraksts. Tomēr zinātnieki, kas pēta no diferencētiem audiem iegūtas cilmes šūnas, joprojām sastopas ar nopietnām grūtībām, jo šādu šūnu ir maz un tās ir grūti pamanāmas. Toties tās var dot medicīnisku labumu bez cilvēka embrija iznīcināšanas.

Veselības riska faktori un reģeneratīvā medicīna

Lai kādas cilmes šūnas tiktu izmantotas terapeitiskiem mērķiem, visām šīm metodēm tik un tā būs nopietni trūkumi pat tad, ja zinātnieki iemācīsies nevainojami vadīt procesus, kuros tiek iegūti pārstādīšanai paredzētie audi. Viens nopietns šķērslis ir treme — organisma pretreakcija pret pārstādītajiem audiem. Pašreiz šādos gadījumos pacientam tiek doti spēcīgi medikamenti, kas nomāc imūnsistēmas darbību, taču tie izraisa nevēlamas blakusparādības. Iespējams, problēmu varētu atrisināt gēnu inženierija, ja cilmes šūnas izdotos pārveidot tā, lai no tām izaudzētos audus pacienta organisms neuztvertu kā svešus.

Cita iespēja ir ņemt cilmes šūnas no paša pacienta audiem. Klīniskos pētījumos hematopoētiskās cilmes šūnas šādi jau ir lietotas sarkanās vilkēdes ārstēšanai. Līdzīga terapija varētu būt noderīga arī cukura diabēta ārstēšanā, ja vien jaunie audi nebūs pakļauti tai pašai autoimūnajai reakcijai, kas ir izraisījusi slimību. Cilmes šūnas varētu līdzēt arī cilvēkiem ar noteiktām sirdsslimībām. Ir ieteikts jau iepriekš ņemt cilmes šūnas no cilvēkiem, kas pieder pie šādu slimību riska grupas, kultivēt šīs šūnas un vēlāk ar tām aizstāt bojātos sirds muskuļa audus.

Domājot, kā novērst nelabvēlīgas imūnreakcijas, zinātnieki pat ir ierosinājuši klonēt pacientus, bet ļaut klonam attīstīties tikai līdz blastocistas stadijai, kad ir iespējams iegūt embrija cilmes šūnas. (Skat. ”Kā var iegūt klonu”.) Audi, kas veidotos no šīm cilmes šūnām,  būtu ģenētiski identiski donora-recipienta audiem, tātad neizraisītu imūnreakcijas. Bet šāda klonēšana daudziem cilvēkiem liktos morāli nepieņemama, turklāt tā varētu izrādīties arī veltīga, ja mērķis būtu izārstēt kādu iedzimtu slimību. Rezumējot ar imūnreakcijām saistītās problēmas, Nacionālā zinātņu akadēmija atzina: ”Absolūti nepieciešams priekšnoteikums pārstādīto šūnu izmantošanai reģeneratīvajā medicīnā ir sapratne par to, kā panākt, lai pacienta organisms neatgrūstu šīs šūnas, un tas ir viens no grūtākajiem uzdevumiem, ar ko pētnieki šajā jomā sastopas.”

Embrija cilmes šūnu pārstādīšana rada arī audzēja veidošanās risku, un īpaši tas attiecas uz audzēju, ko sauc par teratomu jeb ”briesmoņaudzēju”. Šis veidojums var aptvert dažādus audus, piemēram, ādu, matus, muskuļus, skrimšļus un kaulus. Normālā augšanas procesā šūnu dalīšanās un specializācija notiek pēc strikta ģenētiska plāna, bet, ja cilmes šūnas tiek atdalītas no blastocistas, audzētas ārpus ķermeņa un vēlāk ievadītas dzīvā organismā, šie procesi var noritēt nepareizi. Iemācīties mākslīgi vadīt neiedomājami sarežģīto šūnu dalīšanās un specializācijas procesu ir vēl viens ļoti grūts uzdevums, kas jārisina zinātniekiem.

Tūlītēja izdziedināšana nav gaidāma

Ziņojumā Cilmes šūnas un reģeneratīvās medicīnas nākotne norādīts: ”Nepareizs viedoklis par pašreizējo zināšanu līmeni var radīt nepamatotu priekšstatu, ka jaunie ārstēšanas paņēmieni drīzumā noteikti tiks ieviesti praksē. Patiesībā cilmes šūnu izpēte vēl ir bērna autiņos un mūsu zināšanās par tām ir nopietni robi, tāpēc pašreiz medicīnas praksē nav iespējams izmantot ne cilmes šūnas, kas iegūtas no diferencētiem audiem, ne tās, kas iegūtas no embrija.” Patlaban jautājumu ir vairāk nekā atbilžu. Daļa zinātnieku jau tagad gatavojas negatīvai reakcijai, kāda varētu sekot, kad neattaisnosies cilvēku cerības uz jaunajiem ārstēšanas veidiem, raksta The New York Times.

Arī bez tā, kas paveikts cilmes šūnu izpētē, pēdējos gadu desmitos medicīna ir attīstījusies ļoti strauji. Bet, kā redzam, daži sasniegumi liek pārdomāt sarežģītus morālus un ētiskus jautājumus. Kā lai atrod pareizas atbildes uz  tiem? Jāņem vērā arī tas, ka pētījumi kļūst arvien sarežģītāki un dārgāki, un attiecīgi sadārdzinās arī pieejamie ārstēšanas paņēmieni un medikamenti. Pēc dažiem aprēķiniem, cilmes šūnu izmantošana ārstniecībā vienam pacientam varētu izmaksāt simtiem tūkstošu dolāru. Bet jau tagad miljoniem cilvēku nav spējīgi apdrošināt savu veselību un samaksāt par medicīnas pakalpojumiem, kas kļūst arvien dārgāki. Kurš tad īsti gūs labumu, kad cilmes šūnas sāks plaši izmantot medicīnā? To parādīs tikai laiks.

Bet par vienu mēs varam būt pārliecināti: neviens cilvēku izdomāts ārstēšanas paņēmiens nepalīdzēs uzvarēt slimības un nāvi. (Psalms 146:3, 4.) To spēj paveikt vienīgi Radītājs. Bet vai viņš ir nodomājis tā rīkoties? Tālāk pastāstīts, kādu atbildi uz šo jautājumu sniedz Bībele. Tāpat uzzināsim, kā Bībele palīdz neapjukt arvien sarežģītāko morālo un ētisko jautājumu priekšā, ar kādiem cilvēki mūsdienās sastopas daudzās jomās, arī medicīnā.

[Zemsvītras piezīmes]

[Papildmateriāls/Attēls 6. lpp.]

Vēl viens cilmes šūnu avots

Bez cilmes šūnām no diferencētiem audiem un embrija cilmes šūnām ir iegūtas arī embrija dzimumšūnas. Tās tiek ņemtas no šūnām, kuras atrodas embrija vai augļa gonadālajā valnītī un no kurām rodas olšūnas un spermatozoīdi. (Gonadālais valnītis ar laiku kļūst par olnīcu vai sēkliniekiem.) Lai gan embrija dzimumšūnas daudzējādā ziņā atšķiras no embrija cilmes šūnām, kā vienas, tā otras ir polipotentas — no tām var izveidoties praktiski jebkādas šūnas. Šis apstāklis ļauj uzskatīt polipotentās šūnas par ļoti piemērotām, lai izstrādātu jaunus ārstēšanas paņēmienus. Tomēr entuziasmu par potenciālajām ārstēšanas iespējām mazina diskusijas par to, kā šīs šūnas tiek iegūtas. Tās nāk vai nu no augļa pēc izdarīta aborta, vai no embrija, un tas nozīmē, ka embrija dzimumšūnas var iegūt vienīgi tad, ja iznīcina augli vai embriju.

[Papildmateriāls/Attēli 8., 9. lpp.]

Kā var iegūt klonu

Pēdējos gados zinātnieki ir klonējuši dažādus dzīvniekus. 2001. gadā kādā laboratorijā ASV pat notika mēģinājums klonēt cilvēku, bet tas bija neveiksmīgs. Tālāk ir aprakstīts viens no klonēšanas paņēmieniem, ko zinātnieki izmanto.

Vispirms tiek iegūta neapaugļota olšūna (1) un no tās tiek izņemts kodols (2), kas satur DNS. No klonējamā dzīvnieka organisma tiek paņemta piemērota šūna, teiksim, ādas šūna (3), kuras kodols satur ģenētisko informāciju par tās īpašnieku. Šo šūnu (vai tikai tās kodolu) ievada  olšūnā, kurai izņemts kodols, un iegūto šūnu pakļauj elektriskās strāvas iedarbībai (4). Tā klonējamā dzīvnieka šūna saplūst ar olšūnas citoplazmu (5). Olšūna, kas tagad ir ieguvusi jaunu kodolu, dalās un aug, it kā tā būtu apaugļota (6), un sāk attīstīties tā dzīvnieka klons, no kura organisma bija paņemta šūna. *

Pēc tam embriju var implantēt dzīvnieku mātītes dzemdē (7), kur tas attīstīsies tālāk līdz dzimšanas brīdim, — bet vienīgi ar nosacījumu, ka viss noritēs sekmīgi, kas gadās reti. Pastāv arī iespēja ļaut embrijam attīstīties tikai tik ilgi, kamēr no iekšējās šūnu masas ir iespējams iegūt embrija cilmes šūnas, ko pēc tam var kultivēt. Šis process ir vienkāršāks, un, pēc zinātnieku domām, tas varētu sekmīgi noritēt arī ar cilvēka šūnām. Arī iepriekšminētais mēģinājums klonēt cilvēku tika veikts, lai iegūtu embrija cilmes šūnas. Klonēšana šādam mērķim tiek saukta par terapeitisko klonēšanu.

[Zemsvītras piezīme]

[Shēma]

(Pilnībā noformētu tekstu skatīt publikācijā)

1 → 2 → 3 → 4 → 5 → 6 → 7

[Shēma 7. lpp.]

(Pilnībā noformētu tekstu skatīt publikācijā)

Embrija cilmes šūnas (Vienkāršota shēma)

Apaugļota olšūna (pirmā diena)

↓

Četras šūnas (trešā diena)

↓

Blastocista ar iekšējo cilmes šūnu masu (piektā diena)

↓

Mākslīgi izaudzētas cilmes šūnas

↓

Vairāk nekā 200 veidu šūnas cilvēka organismā

→ Vairogdziedzera šūnas

→ Aizkuņģa dziedzera šūnas (var palīdzēt ārstēt diabētu)

→ Pigmentu šūnas

→ Eritrocīti

→ Nieru šūnas

→ Skeleta muskuļu šūnas

→ Sirds muskuļa šūnas (var novērst sirds muskuļa bojājumus)

→ Plaušu šūna

→ Nervu šūna (var ārstēt Alcheimera un Parkinsona slimības un labot muguras smadzeņu bojājumus)

→ Ādas šūnas

[Norādes par autortiesībām]

Blastocista un izaudzētas cilmes šūnas: University of Wisconsin Communications; visi pārējie attēli: © 2001 Terese Winslow, assisted by Lydia Kibiuk and Caitlin Duckwall

[Shēma 8. lpp.]

(Pilnībā noformētu tekstu skatīt publikācijā)

Cilmes šūnas no diferencētiem audiem (Vienkāršota shēma)

Cilmes šūna no kaula smadzenēm

→ Limfocīti

→ Eozinofilais leikocīts

→ Eritrocīti

→ Trombocīti

→ Monocīts

→ Bazofilais leikocīts

→ Potenciāli — daudzas citas šūnas

→ Nervu šūna

[Norāde par autortiesībām]

© 2001 Terese Winslow, assisted by Lydia Kibiuk and Caitlin Duckwall