Межвидовая беременность

Межвидовая беременность (буквально беременность между видами , также называемая межвидовой беременностью или ксенобеременностью ) ^[1] — это беременность с участием эмбриона или плода, принадлежащего к другому виду , нежели носитель. ^[1] Строго говоря, она исключает ситуацию, когда плод является гибридом носителя и другого вида, тем самым исключая возможность того, что носитель является биологической матерью потомства. Строго говоря, межвидовая беременность также отличается от эндопаразитизма , когда потомство паразита развивается внутри организма другого вида, не обязательно в утробе матери.

Это явление не встречается в природе, однако его можно получить искусственным путем путем переноса эмбрионов одного вида в матку другого.

Потенциальные приложения включают вынашивание человеческих плодов до срока в качестве потенциальной, но этически спорной альтернативы суррогатным матерям- людям или искусственным маткам для пар геев , ^[3] матерей с поврежденной маткой или гетеросексуальных пар, которые не хотят рисковать деторождением. Это также обеспечит трезвого, некурящего и не принимающего наркотики носителя, который будет дешевле, чем суррогатные матери-люди. ^[3] Для животных это может быть ценным инструментом в программах сохранения исчезающих видов , предоставляя метод сохранения ex situ . ^{[4] [5]} Это также может быть полезно для воссоздания вымерших видов . Были как успешные, так и неудачные примеры межвидовой беременности у множества различных животных: «альпака и лама (Godke 2001), корова (Bos taurus) и зебу (Bos indicus; Summers et al. 1983), бантенг (Bos javanicus) и корова (Bos taurus; Solti et al. 2000), лошадь, осел, лошадь Пржевальского и зебра Гранта. (Саммерс и др., 1987; Аллен и др., 1993), мофлон (Ovis gmelina musimon) и овцы (Ovis aries; Dixon et al., 2007), испанский козел (Caprayrenaica) и домашняя коза (Capra hircus; Fernandez-Arias et al., 1999), а также индийская пустынная кошка (Felis silvestris) и домашняя кошка (Felis). катус; Поуп и др. 1993). ^[6]

Mus musculus - Mus caroli Межвидовая беременность

В случае этих двух видов мышей перенос эмбрионов был в некоторой степени успешным. Эмбрионы M. caroli были пересажены мышам M. musculus. ^[6] Это дало очень низкие показатели успеха. Позже было обнаружено, что развитие в течение первых 9 с половиной дней казалось нормальным, но затем возникало кровотечение. ^[6] Такое же кровотечение наблюдалось при межвидовой беременности лошади и осла. ^[6] Исследователи полагают, что это иммунологический ответ организма на несовместимость между двумя видами. ^[6] Однако интересно то, что хотя эмбрионы от M. caroli не развиваются у самок M. musculus, эмбрионы от M. musculus могут выживать у самок M. caroli. ^[6] Другим важным аспектом этого исследования является использование химер (организмов или тканей, которые содержат два набора ДНК). ^[7] При использовании химер было обнаружено, что кровотечение было менее вероятным, и происходил «постнатальный тканеспецифический дифференциальный рост». Исследования показывают, что гибель этих межвидовых плодов, скорее всего, связана с иммунными реакциями матери и «нарушением местной иммунорегуляции» ^{[6] .}

Верблюдовые - детеныши двугорбых верблюдов (Camelus bactrianus) от одногорбых верблюдов (Camelus dromedarius)

Эмбрионы двугорбого верблюда (вымирающий вид верблюдовых Старого Света) были пересажены в одногорбых верблюдов. ^[5] Выбранные исследователем одногорбые верблюды были выбраны для этой задачи из-за их сходства с двугорбым верблюдом: 37 пар хромосом, похожие плаценты, похожие периоды беременности, похожая репродуктивная физиология, сопоставимые размеры тела и успешные примеры гибридизации. ^[5] Четыре здоровых двугорбых верблюда родились без каких-либо осложнений из десяти перенесенных эмбрионов. ^[5] Благодаря этому исследованию мы получили много знаний о межвидовой беременности, в частности о том, что заставляет ее быть успешной и неудачной. ^[5] Исследователи полагают, что успех зависит от связывания сперматозоида с ооцитом. ^[5] Без этого успешного связывания неудача беременности более вероятна после межвидовой передачи эмбрионов. ^[5] Они также пришли к выводу, что у верблюдов неиммунологическая редукция эмбрионов не происходит, когда в матке находится более одного эмбриона. ^[5] Демонстрация того, что частота зачатия может увеличиться, если в матке верблюда находится более одного эмбриона. ^[5] Благодаря этим результатам исследователи полагают, что они могут спасти находящихся под угрозой исчезновения двугорбых верблюдов и переселить их в районы, где обитают другие верблюдовые. ^[5]

Обзор

В целом, многочисленные эксперименты с межвидовой беременностью помогают нам лучше понять иммунологическое влияние неудачных межвидовых беременностей. Эти иммунологические влияния включают: трофобласт (клетки, образующиеся на внешнем слое бластоцисты (который обеспечивает питательными веществами эмбрион), отторжение из-за клеточно-опосредованного иммунологического ответа, неадекватные взаимодействия между трофобластами и эндометрием (место, где имплантируются бластоцисты или слизистая оболочка матки) и т. д. ^{[8] [9]}

Иммунологически эмбрион или плод межвидовой беременности будет эквивалентен ксенотрансплантатам , а не аллотрансплантатам , ^[1] предъявляя более высокие требования к гестационной иммунной толерантности , чтобы избежать иммунной реакции на плод. ^[1] Некоторые эксперименты на мышах указывают на дисбаланс между хелперными клетками Th ₁ и Th ₂ с преобладанием цитокинов Th _1. ^[10] Однако другие эксперименты на мышах указывают на то, что иммунный ответ на ксеноплоды не относится к классическим цитотоксическим Т-лимфоцитарным или естественным путям клеток-киллеров. ^[11]

Межвидовая совместимость связана с типом плацентации , поскольку матери видов, имеющих более инвазивную гемохориальную плацентацию (например, люди), должны создавать более сильную понижающую регуляцию материнских иммунных реакций и, таким образом, более восприимчивы к плодам других видов, по сравнению с теми, у кого есть эндотелиохориальная (например, кошки и собаки) или эпителиохориальная плацентация (например, свиньи, жвачные животные , лошади , киты ), у которых нет контакта между материнской кровью и хорионом плода. ^{[1] [12]}

Другие потенциальные опасности включают несовместимость питания или другой системы поддержки. В частности, существует риск ненадлежащего взаимодействия между трофобластом плода и эндометрием матери. ^[6] Трофобласты — это клетки, которые образуют внешний слой бластоцисты и развиваются в большую часть плаценты. ^[8] Они также имеют решающее значение для прикрепления эмбриона к слизистой оболочке матки самки. ^[8] Благодаря своей высокой важности трофобласты играют ключевую роль в успешном протекании межвидовой беременности. ^[8] Например, паттерн гликозилирования плаценты на фето-материнском интерфейсе должен быть оптимально схож с паттерном вида-хозяина. ^[13]

Тем не менее, для некоторых видов, таких как эмбрион двугорбого верблюда внутри одногорбого верблюда , беременность может быть доведена до срока без какого-либо иного вмешательства, кроме переноса эмбриона. ^{[1] [5]} Это возможно и для эмбрионов гаура внутри крупного рогатого скота , но с серьезным ограничением внутриутробного развития , с неопределенностью относительно того, какая часть вызвана самой процедурой ЭКО, а какая — межвидовой несовместимостью. ^[2]

Способность одного вида выживать внутри матки другого вида во многих случаях однонаправлена; то есть беременность не обязательно будет успешной в обратной ситуации, когда плод другого вида будет перенесен в матку первого. Например, эмбрионы лошадей выживают в матке осла, но эмбрионы осла погибают в матке нелеченой кобылы. ^{[1] [6]} Эмбрионы оленьей мыши выживают в матке белоногой мыши , но обратный перенос не удается. ^{[1] [6]}

Методы искусственной стимуляции гестационной иммунной толерантности к ксеноплоду включают интеркуррентное введение компонента нормальной аллогенной беременности. Например, эмбрионы вида испанского козерога абортируются, если их вставляют в матку козы по отдельности , но если их вводят вместе с эмбрионом козы, они могут развиться до срока. ^[4] Этот метод также использовался для выращивания плодов панды у кошки, но мать-кошка умерла от пневмонии до завершения срока. ^[14] Кроме того, эмбрионы мыши Рюкю ( Mus caroli ) выживут до срока внутри матки домовой мыши ( Mus musculus ), только если они будут обернуты клетками трофобласта Mus musculus . ^[15] Плоды коз также успешно выращивались в матках овец путем обертывания внутренней клеточной массы козы трофобластом овцы. ^[16] Такая оболочка может быть создана путем первоначальной изоляции внутренней клеточной массы бластоцист вида, который будет воспроизведен с помощью иммунохирургии , где бластоциста подвергается воздействию антител к этому виду. Поскольку только внешний слой, то есть трофобластические клетки, подвергаются воздействию антител, только эти клетки будут разрушены последующим воздействием комплемента . Оставшаяся внутренняя клеточная масса может быть введена в бластоцеле вида-реципиента для получения его трофобластических клеток. ^[17] Было высказано предположение, что аллогенный компонент предотвращает выработку материнских лимфоцитов и цитотоксических антифетальных антител, но механизм остается неопределенным. ^[6]

С другой стороны, подавление иммунитета циклоспорином не показало никакого эффекта для этой цели. Иммунизация перед переносом антигенами от видов, предоставляющих эмбрион, способствовала более быстрому и единообразному отказу от межвидовой беременности у мышей, ^[11] но увеличила выживаемость в экспериментах с лошадьми и ослом. ^[18]

Эмбрионы могут быть созданы путем экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) с гаметами от самца и самки вида, который будет воспроизведен. Они также могут быть созданы путем переноса ядер соматических клеток (SCNT) в яйцеклетку другого вида, создавая клонированный эмбрион, который был перенесен в матку еще одного вида. Эта техника использовалась для эксперимента с плодами панды у кошки, упомянутого в методах преодоления отторжения. ^[14] В этом эксперименте ядра из клеток, взятых из брюшных мышц гигантских панд, были перенесены в яйцеклетки кроликов и, в свою очередь, перенесены в матку кошки вместе с эмбрионами кошки. Сопутствующее использование SCNT и межвидовой беременности также предполагалось для потенциального воссоздания вида мамонта , например, путем взятия генетического материала из образцов мамонта, сохранившихся в вечной мерзлоте , и переноса его в яйцеклетки, а затем в матку слона . [ ^{19] [20]}

Хотя было много примеров успешных межвидовых беременностей, все еще есть много исследователей, которые сомневаются в этичности этого. Эксперименты на животных уже вызывают вопросы о благополучии животных, а добавление беременности к этому еще больше усложняет ситуацию. Для того, чтобы исследования на животных считались этичными, не может быть никаких других вариантов с точки зрения исследования (т. е. нет более легкой формы исследования), и собранные данные будут настолько полезными, что нарушение благополучия животного того стоит (меньшее из двух зол). ^[21] Исходя из этой структуры и того факта, что это исследование уже имело место (поскольку этический комитет должен согласиться, что исследование соответствует критериям), это исследование считается этичным. ^[21]