Межвидовая беременность

Межвидовая беременность (в буквальном смысле беременность между видами или ксенобеременность) - это беременность, при которой эмбрион или зародыш принадлежит к иному биологическому виду, чем беременная особь. Строго говоря, межвидовая беременность не включает ситуацию, когда зародыш есть гибрид беременной особи и особи другого вида, то есть беременная особь при межвидовой беременности не является биологической матерью плода. Межвидовую беременность также следует отличать от эндопаразитизма, при котором зародыш паразита растёт внутри организма особи другого вида, но не обязательно внутри матки.

В природе не возникает обстоятельств для межвидовой беременности, но они могут быть созданы искусственно, когда эмбрион одного вида помещается в матку женской особи другого вида.

Возможные применения

Потенциальные возможности включают возможность вынашивания человеческих зародышей свиньями. Её следует рассматривать как, хотя и этически противоречивую, но альтернативу суррогатному материнству и созданию искусственной матки, что позволит иметь детей нетрадиционным семьям ^[1] или женщинам с болезнями матки. Межвидовая беременность предоставляет трезвого, некурящего и не употребляющего наркотики носителя^[1]. Она является ценным инструментом в программах сохранения исчезающих видов животных, восстановления таких видов в зоопарках и питомниках^[2][3], а также возрождения уже исчезнувших видов.

Препятствия

Иммунологически эмбрион при межвидовой беременности является скорее ксенотканью, чем аллотканью, что накладывает более жёсткие требования к плацентарной иммунной толерантности. Некоторые опыты на мышах показывают дисбаланс между Th₁ и Th₂ хелперными клетками с преобладанием Th₁ цитокинов^[4]. Однако, другие опыты на мышах показывают, что иммунный ответ на эмбрионы чужого вида не происходит по одному из классических механизмов с участием цитотоксических T-лимфоцитов или естественных киллерных клеток^[5].

Межвидовая совместимость связана с типом плацентации. Самки видов с более активным гемохориальным типом плаценты (например, люди) вынуждены иметь более сильные механизмы регуляции иммунного ответа со стороны материнского организма, и потому они более толерантны к эмбрионам других видов по сравнению с самками видов с эндотелиальнохориальным типом плаценты (кошки и собаки) или с эпителиохориальным типом плаценты (свиньи, коровы, лошади, киты), у которых нет контакта материнской крови с хорионом эмбриона^[6].

Ещё одна потенциальная опасность - несовместимость систем питания и иных вспомогательных систем. Важно отметить, что есть риск неправильного взаимодействия между трофобластом плода и эндометрием матери^[7]. Например, оптимально, если модели гликозилирования на границе между матерью и плодом у двух видов похожи^[8].

Эмбрион индийского бизона может развиваться до полного срока в корове но с жёстким ограничением на внутриматочный рост.^[9]

Кроме того для некоторых сочетаний видов, таких как эмбрион верблюда-бактриана внутри верблюда-дромадера, беременность может быть доношена до конца без дополнительных вмешательств помимо самой пересадки эмбриона^[3]. Это также возможно для эмбриона индийского бизона внутри коровы, но возникают жёсткое ограничения внутриматочного роста, причём неясно, в какой мере оно вызвано самой процедурой ЭКО и в какой мере межвидовой несовместимостью^[9].

Способность одних видов выживать в утробе других часто оказывается однонаправленной, то есть беременность не обязательно будет успешной, если эмбрион второго вида поместить внутрь особи первого вида. Например, эмбрион лошади выживает внутри ослицы, но ослиный эмбрион гибнет в утробе кобылицы без специальной гормональной обработки^[7]. Эмбрион оленьей мыши выживает в утробе белоногой мыши, но противоположная пересадка оказывается неудачной^[7].

Методики инициализации межвидовой беременности

Преодоление отторжения

Эмбрионы большой панды были выращены в матке кошки одновременно с эмбрионами кошки.^[10]

Бластоциста с внутренней клеточной массой (отмечена зелёным цветом). Эта клеточная масса станет эмбрионом. Слой клеток трофобласта, который может быть заменен клетками трофобласта особи другого вида (отмечен лиловым цветом).

Среди методов искусственного стимулирования плацентарной иммунной толерантности к эмбриону чужого вида есть метод одновременного введения компонента обычной внутривидовой беременности. Например, эмбрионы испанского козерога отторгаются, если имплантировать их в матку козы, но если поместить их туда вместе с эмбрионом козы, они могут развиваться там до полного срока^[2]. Эта же методика была применена для того, чтобы вырастить эмбрионы панды в кошке, но кошка-мать умерла от пневмонии до завершения срока беременности (21 день после введения эмбрионов в матку)^[10]. Также известно, что мышиный эмбрион мыши Рюкю (Mus caroli) выживает в течение полного срока беременности внутри домовой мыши (Mus musculus) только если его окружить трофобластными клетками от домовой мыши^[11]. Для этого внутренняя клеточная масса бластоцисты отделяется от собственных клеток трофобласта методом иммунохирургии. В этом методе бластоциста атакуется настроенными против неё антителами. Поскольку только наружный слой, состоящий из клеток трофобласта, контактирует с антителами, только эти клетки погибают при последующем контакте с системой комплемента. Оставшуюся внутреннюю клеточную массу донорского вида пересаживают в полость бластоцисты вида-реципиента для окружения её нужными трофобластными клетками реципиентного вида^[12]. По теории считается, что аллогенный компонент (компонент своего вида) препятствует производству лимфоцитами материнского организмоа цитотоксичных антител, направленных против эмбриона. Но механизм этого остаётся невыясненным^[7].

Подавление иммунитета при помощи циклоспорина оказалось неэффективным для поддержания межвидовой беременности. Предтрансплантационная иммунизация реципиента донорскими антигенами ускорила и усилила отторжение эмбриона чужого вида в опытах с мышами ^[5], но увеличила выживаемость эмбрионов в опытах с лошадьми и ослицами^[13].

Создание эмбриона

Эмбрионы могут быть созданы экстракорпоральным оплодотворением (ЭКО) из гамет донорского вида. Они также могут быть созданы методом пересадки ядра соматической клетки (клонирования) в яйцеклетку особи другого вида, что даёт клонированный эмбрион, который размещается в особи третьего вида. Эта методика была применена в упоминавшемся выше опыте с эмбрионами панды в кошке^[10]. В этом опыте ядро брали из клетки брюшинной мышцы большой панды и помещали в яйцеклетку крольчихи. Обработанные таким способом яйцеклетки помещали в кошку вместе с эмбрионами кошки. Одновременное использование клонирования и межвидовой беременности обсуждается как способ возрождения мамонтов на основе генетического материала, сохранившегося в вечной мерзлоте. При этом предполагается использовать яйцеклетки слоних и самих слоних^[14][15].

Примечания

На картинках изображены не те животные, которые участвовали в опытах, а лишь представители их видов.

Ссылки

1. ↑ ^{1 2} Darwin's children LeVay, Simon. (1997, October 14). from The Free Library. (1997). Retrieved March 6, 2009
2. ↑ ^{1 2} Fernández-Arias A., Alabart J. L., Folch J., Beckers J. F. (1999). «Interspecies pregnancy of Spanish ibex (Capra pyrenaica) fetus in domestic goat (Capra hircus) recipients induces abnormally high plasmatic levels of pregnancy-associated glycoprotein». Theriogenology 51 (8): 1419–1430. PMID 10729070. править
3. ↑ ^{1 2} Niasari-Naslaji A., Nikjou D., Skidmore J. A., Moghiseh A., Mostafaey M., Razavi K., Moosavi-Movahedi A. A. (2009). «Interspecies embryo transfer in camelids: the birth of the first Bactrian camel calves (Camelus bactrianus) from dromedary camels (Camelus dromedarius)». Reproduction, fertility, and development 21 (2): 333–337. PMID 19210924. править
4. ↑ Nan C. L., Lei Z.L., Zhao Z.J., Shi L.H., Ouyang Y. C., Song X. F., Sun Q. Y., Chen D. Y. (2007). «Increased Th1/Th2 (IFN-gamma/IL-4) Cytokine mRNA ratio of rat embryos in the pregnant mouse uterus». The Journal of reproduction and development 53 (2): 219–228. PMID 17132908. править
5. ↑ ^{1 2} Croy B. A., Rossant J., Clark D. A. (1985). «Effects of alterations in the immunocompetent status of Mus musculus females on the survival of transferred Mus caroli embryos». Journal of reproduction and fertility 74 (2): 479–489. PMID 3876431. править
6. ↑ Elliot M., Crespi B. (2006). «Placental invasiveness mediates the evolution of hybrid inviability in mammals». The American naturalist 168 (1): 114–120. DOI:10.1086/505162. PMID 16874618. править
7. ↑ ^{1 2 3 4} Anderson, G. B. (1988). «Interspecific pregnancy: barriers and prospects». Biology of reproduction 38 (1): 1–15. PMID 3284594. править [1]
8. ↑ Jones C., Aplin J. (2009). «Reproductive glycogenetics--a critical factor in pregnancy success and species hybridisation». Placenta 30 (3): 216–219. DOI:10.1016/j.placenta.2008.12.005. PMID 19121542. править
9. ↑ ^{1 2} Hammer C. J., Tyler H. D., Loskutoff N. M., Armstrong D.L., Funk D. J., Lindsey B. R., Simmons L. G. (2001). «Compromised development of calves (Bos gaurus) derived from in vitro-generated embryos and transferred interspecifically into domestic cattle (Bos taurus)». Theriogenology 55 (7): 1447–1455. PMID 11354705. править
10. ↑ ^{1 2 3} Chen D. Y., Wen D. C., Zhang Y. P., Sun Q. Y., Han Z. M., Liu Z. H., Shi P., Li J. S., Xiangyu J. G. (2002). «Interspecies implantation and mitochondria fate of panda-rabbit cloned embryos». Biology of reproduction 67 (2): 637–642. PMID 12135908. править [2]
11. ↑ Clark D. A., Croy B. A., Rossant J., Chaouat G. (July 1986). «Immune presensitization and local intrauterine defences as determinants of success or failure of murine interspecies pregnancies». J. Reprod. Fertil. 77 (2): 633–643. PMID 3488398.
12. ↑ Zheng Y., Jiang M., Ouyang Y., Sun Q.,Chen D. (2005). «Production of mouse by inter-strain inner cell mass replacement». Zygote (Cambridge, England) 13 (1): 73–77. PMID 15984165. править
13. ↑ Allen W. R., Short R. V. (1997). «Interspecific and extraspecific pregnancies in equids: anything goes». The Journal of heredity 88 (5): 384–392. PMID 9378914. править
14. ↑ Nicholls H., (2008). «Darwin 200: Let's make a mammoth». Nature 456 (7220): 310–314. DOI:10.1038/456310a. PMID 19020594. править [3]
15. ↑ Fulka Jr. J., Loi P., Ptak G., Fulka H., John J. (2009). «Hope for the mammoth?». Cloning and stem cells 11 (1): 1–4. DOI:10.1089/clo.2008.0052. PMID 19090694. править [4]