Вообще изначально химерой называли только выдуманное существо из греческой мифологии. Это было огнедышащее чудовище с головой и шеей льва, туловищем козы и хвостом в виде змеи. И по аналогии так же стали именовать явление, при котором разные ткани одного и того же организма содержат разные ДНК — химеризм.
Загадочное явление «химеризм», или Почему иногда ткани одного и того же организма могут содержать разные ДНК
Химеризм у людей — довольно редкое явление. И истории известны случаи, когда из-за несовпадения ДНК у людей могли возникать очень серьезные проблемы. Например, когда мать никак не могла доказать суду, что она действительно родила своих детей — их генетический код не совпадал.
Getty Images
Чаще всего люди узнают о своем химеризме случайно, и иногда это приводит к не очень хорошим последствиям.
Что такое химеризм
Химеризм — медицинский термин, с помощью которого обозначают случаи, когда у животных или растений в геноме наблюдаются полученные из двух или более зигот клетки с генетически разнородным материалом. Главная разница химер с обычными организмами — у вторых каждая клетка содержит одинаковый набор генов.
Зачастую химеризм — это частный случай мозаицизма, когда в тканях организма обнаруживаются различающиеся клетки. Обычно это происходит в результате мутаций, рекомбинаций или нарушения клеточного деления.
Мутациями называют изменения в ДНК, которые возникают из-за «ошибок» в момент копирования ДНК. В истории с химеризмом, подобные мутации приводят к состоянию, при котором клетки разных эмбрионов сливаются воедино на ранней стадии развития.
Причины химеризма
Химеризм появляется еще на этапе зачатия и возникает из-за соединения двух эмбрионов. Чаще всего химеризм встречается у близнецов, которые вместе растут в утробе матери. В процессе роста плодов кровеносные сосуды, питающие их, могут соединяться, из-за чего и происходит химеризм. Процесс такого соединение называется анастомозом — во время него клетки одного из близнецов могут попасть к другому.
Еще одна причина, из-за которой дети могут родиться с химеризмом — оплодотворение двух яйцеклеток, в результате которого рождаются разнояйцевые близнецы. В некоторых случаях две яйцеклетки могут слиться и стать одним целым — такой химеризм в науке называется «тетрагаметическим».
Кроме того, химеризм может появиться как результат пересадки органов от одного человека другому.
Еще одно проявление химеризма — оставшиеся в организме матери клетки ребенка. Такую разновидность этого явления в медицине называют «микрохимеризмом». Такой обмен яйцеклетками может возникать уже на 4-6 неделях беременности через формирующуюся плаценту.
Виды химеризма и типы химер
Химеризм сложно заметить, потому что он не всегда связан с внешними признаками. Чаще его обнаруживают после тщательного обследования пациента и его семьи. Среди диагнозов, связанных с химеризмом, выделяют несколько типов этого явления:
- Тетрагаметный химеризм — самая распространенная из существующих форма химеризма. В данном случае структура состоит из 4 гамет, что и отражено в названии этого типа. Появившийся на свет ребенок с химеризмом несет в себе ДНК своего нерожденного близнеца.
- Зародышевый химеризм — возникает в случае, если половые клетки организма отличаются на генетическом уровне. Благодаря такому плацентарному слиянию во время своего развития сурки часто несут в своих ДНК «частички» своих близнецов.
- Хромосомный химеризм — такой случается, когда происходит развитие двух разных яйцеклеток, которые были оплодотворены по отдельности двумя сперматозоидами. Далее — на ранней стадии развития два эмбриона сливаются в целое и на свет появляется только один ребенок.
Как проявляется химеризм
Химеризм Лидии типа называется «тетрагаметным» — он формируется на ранней стадии беременности при оплодотворении двух яйцеклеток двумя сперматозоидами и формированием одного организма из двух зигот. То есть, вероятно, у матери Лидии должны были родиться близнецы, но произошло так, что на ранней фазе эмбрионального развития более слабый зародыш слился с более сильным, и на свет появился только один ребенок. Но помимо этого типа химеризма существуют еще три:
- Микрохимеризм. В этом случае клетки младенца могут проникать в кровеносную систему матери и приживаться в ее тканях (фетальный микрохимеризм). Благодаря этому, иммунные клетки плода могут (во всяком случае на несколько лет) вылечить мать от ревматоидного артрита, помочь восстановить сердечную мышцу после развившейся во время беременности сердечной недостаточности или повысить сопротивляемость материнского организма онкологическим заболеваниям.Или может произойти обратный процесс — клетки матери проникнут через плацентарный барьер к плоду (материнский микрохимеризм). В таком случае у ребенка формируется система врожденного иммунитета: иммунная система плода «натаскивается» на сопротивление болезням, иммунитет к которым выработался у матери. Оборотная сторона этой медали — то, что ребенок еще в утробе матери может стать жертвой ее собственных заболеваний.
- Близнецовый химеризм. Третий вариант природного химеризма — «близнецовый», когда из-за сращения кровеносных сосудов гетерозиготные близнецы передают друг другу свои клетки.
- Посттрансплантационный химеризм. В этом случае разные ДНК появляются после переливания крови или пересадки органа. И тогда в организме человека собственные клетки сосуществуют с клетками донора. Очень редко, но случается, что клетки донора полностью «встраиваются» в организм реципиента — так, несколько лет назад у одной австралийской девочки после пересадки печени навсегда изменилась группа крови.
- Искусственный химеризм. Такой тип химеризма создается вручную врачами, когда они проводят трансплантацию костного мозга, при которой прилагают все усилия, чтобы сделать из пациента химеру и заставить пересаженные клетки работать вместо хозяйских. Собственный костный мозг больного убивают облучением и специальными препаратами, вводят на его место донорские кроветворные клетки и ждут. Если анализы выявляют донорский химеризм — все счастливы, процесс идет, а если удастся справиться с отторжением трансплантата, есть шансы на выздоровление. А вот возвращение «родных» клеток означает скорый рецидив болезни.
Химеризм у растений и животных
В отличие от человека, у животных и растений химеризм — не редкое, а вполне себе распространенное явление. Например, наверняка хотя бы раз в жизни вы встречали кошек с разноцветными глазами или странной окраской как бы «поделенной» на пополам — все это проявление химеризма.
У собак с химеризмом разноцветной могут быть половинки мордочек, а у ослов-химер — различающийся цвет шерсти на разных половинах тела.
Одни из самых частых носителей химеризма — кошки с разноцветными глазами.
Химеризм у человека
Химеризм у человека — явление более сложное. В некоторых случаях у личности с этим явлением могут быть глаза или волосы разного цвета или различающийся оттенок кожи на разных участках тела.
В некоторых случаях у людей с химеризмом могут быть две разные группы крови, генетически различаться органы. Из-за этого довольно часто химеризм не заметен внешне и проявляется только при тестировании ДНК. По этой причине человек может прожить всю жизнь и не узнать, что он был носителем химеризма. Из-за этого у ученых нет и статистики распространенности этого явления.
Люди-химеры и их истории
Самый первый задокументированный случай химеризма случился в 1953 году, когда у жительницы Великобритании внезапно обнаружили два разных типа крови.
Другой пример человека с химеризмом — американская певица и модель Тейлор Мал. С детства близкие замечали, что торс девушки как будто поделен на две части — одна из них темнее другой. Обследовавшие девушку врачи пришли к выводу, что у Тейлор могут быть две иммунные и кровеносные системы. Это также объясняет тот факт, что организм американки по разному реагирует на препараты или, например, укусы насекомых. Специалисты выяснили — такая особенность тела Тейлор связана с тем, что будучи эмбрионом в утробе матери девушка поглотила своего близнеца.
Певица и модель Тейлор Мал — одна из самых известных представительниц пациентов с химеризмом
Другая история: у молодых родителей, прошедших курс терапии от бесплодия, родился сын. Однако анализ крови ребенка показал, что отец приходится ему таковым всего на 10%. После некоторых обследований медицинские работники пришли к выводу, что, когда мужчина был в утробе матери, он получил часть ДНК своего нерожденного близнеца, из-за чего стал носителем химеризма.
Еще один интересный случай проявления химеризма случился в 1990-м году, когда женщине по имени Карен поставили диагноз почечная недостаточность и назначили пересадку органа. У 52-летней Карен было трое детей — женщина надеялась, что кто-то из них может стать для нее донором. Однако во время исследований выяснилось, что двое из троих детей не сходятся с Карен по ДНК.
Досконально изучив биологические материалы, полученные от Карен, специалисты пришли к выводу, что ее организм наполнен образцами двух разных ДНК.
Одна из самых известных историй про химеризм — случай Лидии Фэрчайлд. В 2002 году американка развелась с мужем, и двое их общих детей, а также третий еще не рожденный ребенок (Лидия была беременна) остались с матерью. Тогда женщина подала заявление на выплату социальных пособий — эта процедура предполагала сдачу ДНК-теста на подтверждение отцовства и материнства. Тест показал, что бывший муж Лидии действительно является отцом детей, а вот она их матерью...не является.
Ситуация стала сенсацией! Лидию пытались обвинить в мошенничестве, однако женщине повезло — у нее был хороший адвокат, который сумел найти статью в медицинском научном журнале The New England Journal of Medicine. В ней говорилось, что подобные случаи уже были — так американской учительнице Карен Киган в 1998 году потребовалась пересадка почки. И донором мог бы стать любой из ее трех сыновей, но генетический анализ показал, что двое из них не являются детьми Карен. Стоит ли говорить, что на самом деле все три ребенка были рождены женщиной, оказавшейся, как и Лидия Фэрчайлд, химерой.
Разобраться с ситуацией Лидии удалось лишь благодаря анализу волос, причем волосы на голове и лобке женщины содержали разный генетический материал. Более того, оказалось, что кожа и волосы Лидии содержат один геном, а шейка матки — другой, соответствующий геному ее детей. Лидия Фэрчайлд была оправдана.