Vědci z Oregon Health & Science University poprvé v laboratoři vytvořili lidská vajíčka z buněk pokožky, která nesou genetický materiál dárce kůže. Metoda je zatím daleko od klinického použití a vyvolává řadu etických otázek.
Touha po vlastním biologickém dítěti se často srazí s tvrdou medicínskou realitou. Pro ženy, jejichž tělo neprodukuje vlastní vajíčka, zůstává dnes prakticky jediná možnost: vajíčko dárkyně, a tedy žádné genetické spojení s budoucím potomkem.
Výzkumný tým z OHSU navrhl zcela jinou cestu. Použil kožní buňky a přeměnil je ve struktury, které se chovají jako lidská vajíčka způsobilá k oplodnění v laboratorních podmínkách. Práce byla popsána v prestižním časopise Nature Communications.
Vědci poprvé vygenerovali v laboratoři lidská vajíčka geneticky spojená s dárcem kožní buňky, a to pomocí techniky transferu jádra a uměle vyvolané mitomejózy. Jedná se o průlom, který by v budoucnosti mohl změnit osud lidí bojujících s neplodností, i když metoda je stále daleko od skutečného nasazení ve fertilizačních klinikách.
Jak ze vzorku pokožky vzniká vajíčko připravené k oplodnění
Základem experimentu byl somatic cell nuclear transfer (SCNT) – přenos jádra somatické buňky. Jde o stejnou metodu, díky níž vznikla v roce 1996 slavná ovce Dolly. Tentokrát ji výzkumníci z Oregonu přizpůsobili potřebám reprodukční medicíny.
Postup vypadal následovně: nejprve odebrali kožní buňku od dospělé osoby, z buňky odstranili jádro obsahující kompletní sadu 46 chromosomů, toto jádro pak vložili do lidského vajíčka dárkyně, ze kterého předtím odstranili vlastní jádro. Takto vzniklé hybridní vajíčko obsahovalo DNA osoby, od které byla odebrána kůže.
Na této úrovni se ale objevil vážný biologický problém. Po takovém zásahu má buňka 46 chromosomů, zatímco správné vajíčko by jich mělo mít pouze 23. Bez redukce počtu chromosomů nelze získat zdravý zárodek.
- Odebrání kožní buňky od dospělé osoby
- Odstranění jádra s kompletní sadou 46 chromosomů z této buňky
- Přenos jádra do lidského vajíčka dárkyně bez vlastního jádra
- Vytvoření hybridní buňky obsahující DNA dárce kůže
- Uměle vyvolaný dělicí proces pro redukci počtu chromosomů
- Oplodnění pomocí ICSI techniky jednotlivým spermatem
Aby tým obešel tuto překážku, vyvinul vlastní postup nazvaný mitomeiosis, kombinující prvky mitózy a meiózy. V přirozených podmínkách právě meióza odpovídá za snížení počtu chromosomů v pohlavních buňkáčh.
Mitomejóza a elektroporace řízené roscovitinem snižují počet chromosomů
Vědci přinutili buňku projít experimentálním dělením, které mělo odstranit přebytečný genetický materiál a ponechat 23 chromosomů v budoucím vajíčku. K vyvolání tohoto procesu použili mimo jiné roscovitinu, látku blokující vybrané enzymy kontrolující buněčný cyklus, a krátké elektrické impulsy neboli elektroporaci, která dočasně otevře buněčnou membránu pro určité molekuly.
Když se podařilo získat buňky se sníženým počtem chromosomů, použili dobře známou techniku z procedur in vitro zvanou ICSI. Do takto připraveného vajíčka vstříknuli jediné spermie přímo dovnitř. Cílem metody není klonování člověka, ale získání vajíčka, které nese genetický materiál konkrétní osoby neoplývající vlastními vajíčky.
Přes pokrokovou koncepci praktické výsledky ukazují, jak dlouhá cesta před vědci ještě leží. Z 82 uměle vyrobených vajíček se pouze asi 9 procent vyvinulo po oplodnění do stadia blastocysty, což je přibližně šestý den vývoje zárodku. V procedurách in vitro podobnou etapu dosáhne 30 až 40 procent embryí vzniklých přirozeným způsobem z vajíčka a spermie. Výsledek z laboratoře v Oregonu tedy není úplným selháním, ale jasně ukazuje potřebu dalšího vylepšení.
Proč všechna vzniklá embrya měla špatně rozdělené chromosomy
Největší problémy se objevily na genetické úrovni. Všechna vzniklá embrya měla poruchy segregace chromosomů. Jinými slovy, během buněčného dělení se chromosomy nerozložily správně mezi vajíčko a takzvané polární tělíska, která mají odvést přebytečnou DNA.
Výsledkem byly aneuploidní zárodky s nesprávným počtem chromosomů nebo chybně spárovanými páry. Takový genetický materiál znemožňuje řádný vývoj a vede k odumření zárodku nebo velmi závažným vadám. Vědci také upozorňují, že v uměle vyvolaném procesu chybí klasická genetická rekombinace typická pro přirozenou meiózu. Toto zamíchání genetického materiálu je důležité jak pro biologickou rozmanitost, tak pro stabilitu chromosomů.
Bez správné sady 23 chromosomů a přirozeného prohození genů nemá žádný zárodek šanci na bezpečný dlouhodobý vývoj. Tým z OHSU nyní pracuje na lepším pochopení toho, jak přesně se chromosomy uspořádávají a rozdělují během uměle vyvolaného dělení. Teprve zvládnutí těchto mechanismů by mohlo metodu přiblížit praktickému použití.
Výzkumníci ze severoamerické univerzity v Portlandu zdůrazňují, že jde o základní výzkum s potenciálem pro budoucnost. Nicméně současný stav ukazuje, že klinické aplikace jsou otázkou minimálně desetiletí, pokud vůbec budou možné.
Kdo by mohl v budoucnu využít vajíčka vytvořená z pokožky
Pokud se technika stane bezpečnou a opakovatelnou, změní přístup k léčbě neplodnosti. Zejména ve skupinách, které dnes mají velmi omezené možnosti. Ženy po předčasném vyhasnutí funkce vaječníků by mohly mít potomky s vlastním genetickým materiálem. Pacientky po chemoterapii nebo radioterapii, které ztratily ovariální rezervu, by získaly novou naději.
Osoby s vrozeným nedostatkem vajíček nebo páry, které z medicínských důvodů nemohou využít vlastní gamety, by také profitovaly. V takovém scénáři by lékaři mohli odebrat fragment kůže, získat z něj vajíčka a použít je v proceduře in vitro. Dítě by zdědilo genetický materiál od osoby, která dnes musí využívat anonymní dárkyni.
Experiment otevírá i překvapivější možnost: použití kožních buněk muže k vytvoření vajíčka. Takové vajíčko by mohlo být oplodněno spermatem partnera. Výsledkem by bylo dítě mužského páru geneticky spojené s oběma rodiči. Tato varianta vzbuzuje obrovské emoce. Biologicky se objevují problémy spojené s takzvaným imprintingem, tedy rozdíly v označení genů v závislosti na pohlaví rodiče. Právo ve velké většině zemí takové konfigurace vůbec nepředpokládá.
- Ženy s předčasným vyhasnutím funkce vaječníků
- Pacientky po onkologické léčbě, která zničila zásobu vajíček
- Osoby s vrozenou absencí pohlavních buněk
- Páry neschopné použít vlastní gamety ze zdravotních důvodů
- Potenciálně mužské páry hledající genetické spojení s potomkem
Sami vědci přiznávají, že klinické použití je záležitost minimálně deseti let, pokud vůbec bude realizovatelné. Zatím práce zůstávají v oblasti základního výzkumu.
Lavina etických a právních otázek ohledně hranic buněčné manipulace
Přeměna běžné kožní buňky v gametu podkopává dosavadní biologický řád. Hranice mezi somatickými a pohlavními buňkami přestává být zřejmá. Právníci a bioetici upozorňují, že mnoho zákonů upravujících mimotělní oplodnění takový scénář nepředpokládá.
V některých státech by vytvoření zárodku s využitím kožní buňky už dnes mohlo být považováno za nelegální, protože nespadá do platné definice postupů lékařsky asistované reprodukce. Experti z oblasti reprodukční medicíny zdůrazňují, že nejzávažnějším kritériem pro povolení této techniky v klinikách bude bezpečnost. Příliš časté chyby v počtu chromosomů, absence přirozené rekombinace nebo nepředvídatelné epigenetické změny mohou vést ke genetickým chorobám, potratům nebo závažným vývojovým poruchám.
Než někdo začne uvažovat o těhotenství s použitím vajíček vytvořených z kůže, budou potřeba roky výzkumu na zvířecích modelech a přísné mezinárodní regulace. Druhým pilířem regulačních opatření má být transparentnost. Vědci apelují na jasná pravidla provádění výzkumu, hlášení výsledků a zapojení veřejnosti do diskuse. Jen tak společnost akceptuje tak dalekosáhlý zásah do reprodukčních procesů.
Co tato metoda reálně mění v přemýšlení o rodičovství a plodnosti
Vytvoření vajíčka z kožní buňky zasahuje samotný pojem plodnosti. Dosud vaječníky a varlata vytyčovaly biologické hranice rodičovství. Nyní teoreticky každá buňka těla s kompletní sadou chromosomů může být výchozím bodem pro gametu. To vyvolává jak naděje, tak i strach z produktizace lidského života.
Pokud se metoda během několika desítek let stane bezpečnou, lékaři mohou mít v rukou nástroj, který umožní mnoha lidem získat zpět pocit vlastního vlivu na otázku potomstva. Na druhou stranu se objeví otázka hranic zásahu: využívat ji pouze v případech vážných zdravotních problémů, nebo připustit širší použití, například pro osoby odkládající mateřství do velmi pozdního věku.
V diskusi o této technologii stojí za to také vysvětlovat rozdíl mezi genetickým inženýrstvím a samotnou technikou výroby vajíček. Vědci neprojektují děti s vybranými vlastnostmi, pouze se snaží znovu vytvořit přirozenou pohlavní buňku jiného původu. Riziko takzvaných dětí na objednávku vyplývá spíše z paralelního rozvoje metod editace genomu než ze samotného procesu tvorby gamet z pokožky.
Stále více hlasů navrhuje, že do rozhovoru o takových technikách by měli být zapojeni nejen lékaři a genetici, ale také psychologové, sociologové a dokonce lidé, kteří se narodili díky in vitro. Právě oni nejlépe vnímají, jak moc způsob příchodu na svět ovlivňuje nebo neovlivňuje to, kým se později staneme. Může taková technologie skutečně změnit životy tisíců neplodných párů, nebo přinese více problémů než řešení?
