Nový typ vajíčka: od kousku kůže k oocytu
Výzkumníci z Oregon Health & Science University vyvinuli metodu, jak vytvořit lidské oocyty z kožních buněk. Jde zatím výhradně o experiment, ale už dnes je zřejmé, jak zásadně by mohl převrátit léčbu neplodnosti – a dokonce i samotné chápání rodičovství.
Celý proces začíná u obyčejné buňky kůže. V jejím jádře se nachází kompletní sada genetického materiálu dané osoby. Vědci toto jádro přesně vyříznou a přenesou do oocytu dárkyně, ze kterého byl předem odstraněn vlastní genetický materiál.
Výsledkem je „hybridní" vajíčko: s cytoplazmou dárkyně a DNA pocházející z kožní buňky konkrétního člověka. Jenže takový oocyt má na začátku 46 chromozomů, tedy plnou sadu. Přirozené vajíčko jich má 23, protože se musí později spojit s 23 chromozomy ze spermie.
Vědci vyvinuli umělý způsob, jak donutit buňku zbavit se poloviny chromozomů, aby bylo možné oplodnění podobné přirozenému.
K tomu slouží vlastní postup nazvaný „mitomeiosis" – spojení prvků buněčného dělení typického pro růst tkání (mitóza) a toho, které vede ke vzniku pohlavních buněk (meióza). Buňka je uváděna do stavu, ve kterém se chová tak, jako by procházela přirozeným procesem formování oocytu.
Roskovitin, elektrický impuls a ICSI – biologie v náročném režimu
Klíčovou roli v této umělé „meióze" hraje roskovitin – látka blokující enzymy, které řídí cyklus dělení buňky. V kombinaci s elektroporací, tedy krátkým elektrickým impulsem, který dočasně otevře buněčnou membránu pro určité molekuly, se daří vynutit neobvyklý typ dělení.
Po tomto zákroku část chromozomů přechází do struktur plnících roli tzv. pólových tělísek, zatímco v buňce zůstane redukovaná sada chromozomů. Pokud vše proběhne podle plánu, buňka se stane haploidní – obsahuje 23 chromozomů, stejně jako klasický lidský oocyt.
Dalším krokem je oplodnění pomocí standardní techniky používané při IVF – ICSI (vstříknutí jedné spermie přímo do vajíčka). Tímto způsobem vědci ověřují, zda laboratorně vytvořený oocyt vůbec „chová se" jako vajíčko a zda může zahájit časný vývoj embrya.
Úspěšnost je zatím velmi nízká a chyb v DNA je příliš mnoho
Z pohledu biologů představují první výsledky velký krok vpřed. Z pohledu pacienta je to zatím velmi vzdálená perspektiva. Z 82 uměle vytvořených oocytů jen malá část vedla ke vzniku embryí, která dosáhla stadia blastocysty – přibližně šestého dne vývoje.
Právě v tomto stadiu se embrya při IVF standardně přenášejí do dělohy. Zde se tohoto stupně podařilo dosáhnout přibližně u 9 procent z nich. Zajímavé přitom je, že při přirozeném oplodnění nebo klasické IVF mnoho embryí také odumírá dříve – do stadia blastocysty se obvykle dostane jen 30–40 procent z nich.
Všechna embrya vytvořená z oocytů pocházejících z kožních buněk vykazovala závažné chromozomální abnormality znemožňující další zdravý vývoj.
Nejčastěji šlo o chybné rozdělení chromozomů mezi vajíčko a struktury odstraňující přebytečný genetický materiál. Výsledkem je aneuploidie, tedy nesprávný počet chromozomů nebo jejich přeházené páry. V praxi takové embryo nemá šanci stát se zdravým dítětem.
Dalším problémem je absence genetické rekombinace typické pro přirozenou meiózu, tedy výměny úseků DNA mezi páry chromozomů. Tento proces zlepšuje „kvalitu" genové sady u potomků. Zde je příroda obejita, což může vést k jemným, obtížně předvídatelným zdravotním důsledkům.
Kam směřují další experimenty?
Tým z OHSU nyní pracuje na tom, aby lépe kontroloval uspořádání chromozomů a jejich rozdělení během umělé „meiózy". Jde jak o chemii používaných látek, tak o detaily protokolu elektroporace nebo o délku trvání jednotlivých fází.
Vědci zdůrazňují, že než kdokoli pomyslí na využití této techniky v klinikách léčby neplodnosti, uplynou přinejmenším roky intenzivního výzkumu. Nezbytné jsou také studie na zvířecích modelech a výrazně rozsáhlejší bezpečnostní analýzy.
Kdo by jednou mohl z takových oocytů těžit?
Pokud se tuto techniku podaří zvládnout, seznam potenciálních příjemců by byl velmi široký. Jde především o osoby, kterým dnešní medicína nabízí jen velmi omezené možnosti biologického rodičovství.
- ženy po onkologické léčbě, u nichž chemoterapie nebo radioterapie zničila vajíčka,
- osoby s vrozenou absencí funkčních vaječníků,
- ženy, u nichž se ovariální rezerva vyčerpala předčasně,
- stejnopohlavní páry toužící po dítěti s genetickým materiálem obou partnerů.
V takové vizi medicíny by stačil malý vzorek kůže k tomu, aby se vytvořil oocyt geneticky spjatý s danou osobou. U žen by to znamenalo možnost obejít darování cizích vajíček a zachovat plnou genetickou vazbu na dítě.
Nejodvážnější scénář se týká mužských párů. Teoreticky nic nebrání tomu vzít kožní buňku od jednoho partnera, přeměnit ji v oocyt a oplodnit spermií druhého. Jde o zcela novou konfiguraci rodičovství, se kterou se právo, medicína ani etika dosud nesetkaly.
Závažné etické a právní dilema
Jakmile vědci začínají vytvářet gamety z buněk, které původně neměly reprodukční funkci, hranice mezi „běžnou" tkání a potenciálním počátkem života se začíná stírat. Kožní buňka, kterou někdo zanechá na hrníčku nebo kartáčku na zuby, přestává být pouhým biologickým odpadem.
Vyvstává otázka, komu patří reprodukční potenciál zapsaný v buňkách těla a jak daleko může sahat souhlas s jeho využitím.
Některé země, jako Austrálie, mají velmi přísné předpisy týkající se vytváření embryí v laboratoři. Právníci upozorňují, že takové experimenty mohou zasahovat do oblastí formálně zakázaných, protože se mění definice toho, co je buňka určená k rozmnožování.
Odborníci na reprodukční medicínu také připomínají, že je nezbytná transparentnost výzkumu a velmi přísný dohled. Nejde jen o společenský souhlas, ale také o bezpečnost budoucích dětí. Aneuploidie, absence rekombinace, možné poruchy tzv. genomového imprintingu (rozdílů v „otiscích" mateřských a otcovských genů) – to vše se může projevit nemocemi, o nichž toho dnes víme jen málo.
Nová definice rodiny a hranice zásahů do reprodukce
Debata se neomezuje jen na technické otázky. Mění se samotný pojem rodiny založené na genetických vazbách. Dítě pocházející z kožních buněk dvou mužů by mělo zcela odlišné uspořádání zděděných genomových „otisků" než dítě z klasického svazku ženy a muže. Právníci a bioetici začínají diskutovat o tom, jak takové rodičovství uznat v rámci platných předpisů.
Zároveň se objevují obavy z komercializace této technologie. Pokud jednou pronikne do soukromých klinik, může se stát dalším „luxusním" nástrojem reprodukční medicíny dostupným jen pro bohaté. To zase vyvolává otázky o sociálních nerovnostech a tlaku na využívání stále pokročilejších, ale i stále riskantnějších postupů.
Co v praxi znamená „kožní buňka přeměněná v oocyt"?
Pro mnoho lidí zní takový popis abstraktně, a proto se vyplatí na to nahlížet jako na velmi pokročilou formu „přeprogramování" buňky. Moderní biologie už dnes dokáže přeměnit například kožní buňky v neurony nebo srdeční buňky prostřednictvím tzv. kmenových buněk, které jsou dále diferencovány požadovaným směrem.
| Typ buňky | Původní funkce | Možná funkce po přeprogramování |
|---|---|---|
| Kožní buňka | Ochrana, mechanická bariéra | Kmenová buňka, neuron, srdeční svalová buňka, experimentální oocyt |
| Fibroblast | Tvorba pojivové tkáně | Různé typy buněk ve výzkumu regenerace tkání |
Vytváření oocytů z kožních buněk je dalším krokem na této cestě, tentokrát však společensky mnohem citlivějším. Nejde o opravu orgánu u konkrétního pacienta, ale o formování genetického materiálu budoucího člověka.
Pokud se tato výzkumná linie rozvine, medicína získá mocný nástroj: možnost „obnovit" plodnost u osob, které z různých důvodů přišly o vajíčka. Zároveň s tím ale přijde celá řada dilemat, na která žádná jednoduchá regulace nedá odpověď – od praktických otázek bezpečnosti přes souhlas s využitím tkání až po to, jak definovat blízkost a genetickou vazbu v rodinách, které dnešní právo ještě vůbec nepředvídá.
