Američtí vědci poprvé v historii vypěstovali lidské vajíčko výhradně z obyčejné kožní buňky.
Jde o laboratorní experiment, který zatím nemá šanci proniknout do klinik. Přesto už dnes převrací naruby celou debatu o neplodnosti, umělém oplodnění a hranicích zásahů do lidské reprodukce.
Vajíčko z kožní buňky: co přesně vědci dokázali
Tým z Oregon Health & Science University vypracoval postup, který umožňuje přeměnit kožní buňku v něco velmi blízkého lidskému vajíčku. Výsledky výzkumu byly zveřejněny v časopise Nature Communications.
Celý proces vychází z techniky, kterou svět poznal už v době ovce Dolly – jde o takzvaný přenos jádra somatické buňky (SCNT). Tehdy se tato metoda používala ke klonování. Tentokrát ji vědci využili k vytvoření buňky, kterou lze oplodnit stejně jako běžné vajíčko.
Vědci nevytvářejí kopii člověka. Cílem je získat vajíčko geneticky spjaté s konkrétní osobou, i kdyby její vaječníky vůbec nefungovaly.
Jak celý postup vypadá krok za krokem
Zjednodušeně řečeno, procedura probíhala takto:
- odebrání kožní buňky od dané osoby
- vyjmutí jádra z této buňky i s úplnou genetickou informací (46 chromozomů)
- vložení tohoto jádra do vajíčka dárkyně, z něhož bylo předtím odstraněno původní jádro
- vzniká buňka se 46 chromozomy, přičemž správné vajíčko by jich mělo mít jen 23
A právě tady nastává ten nejobtížnější krok. Za normálních okolností dochází ke snížení počtu chromozomů na 23 během procesu zvaného meióza. V laboratoři bylo nutné tuto situaci uměle napodobit.
Mitomeióza – umělá nápodoba přírody
Tým vyvinul vlastní postup, který pojmenoval „mitomeiosis" – spojení pojmů mitóza a meióza. Jde o vynucené přeuspořádání genetického materiálu tak, aby buňka zbavila sebe sama poloviny chromozomů a stala se haploidní, tedy připravenou k oplodnění.
K dosažení tohoto cíle vědci:
- použili látku zvanou roscovitine, která ovlivňuje enzymy řídící buněčný cyklus
- vpravili ji do buněk pomocí elektrického impulzu (elektroporace), který dočasně „pootevře" buněčnou membránu
- přiměli buňku k dělení připomínajícímu meiózu, při němž by měla odvrhnout polovinu chromozomů
Takto připravenou buňku následně oplodnili spermiemi metodou ICSI, dobře známou z in vitro fertilizace. Teoreticky vzniká embryo podobné těm, která vznikají při klasickém postupu IVF – s tím rozdílem, že vajíčko nepocházelo z vaječníku, ale z kůže.
Omezené úspěchy a závažné problémy s chromozomy
Vědci celkem vyprodukovali 82 uměle vytvořených vajíček. Po oplodnění dosáhlo stadia blastocysty – zhruba šestého dne vývoje – pouze přibližně 9 procent embryí. Právě na tomto stadiu je při klasickém IVF embryo vhodné k případnému přenosu do dělohy.
Všechna embrya vykazovala závažné chromozomální abnormality. V tuto chvíli nelze hovořit o zdravém těhotenství ani o narození dítěte.
Nejzávažnější komplikací byla takzvaná segregace chromozomů. Při redukci genetického materiálu část chromozomů neskončila tam, kde měla. Místo uspořádané sady 23 chromozomů vznikaly buňky s nesprávným počtem nebo chybně sestavenými páry. V genetice se tento stav označuje jako aneuploidie.
Z medicínského hlediska jde o překážku, přes kterou zatím není cesty. Embryo s výraznou aneuploidií se v zdravé dítě nevyvine – vývoj se velmi často zastaví již v raných fázích. Navíc při tomto uměle vyvolaném snižování počtu chromozomů nedochází k přirozenému „míchání" genů mezi chromozomovými páry, jak je tomu při normální meióze, což ještě zvyšuje riziko chyb.
Pro srovnání: i při přirozeném oplodnění a plně funkčním organismu dosahuje stadia blastocysty jen část embryí – odhaduje se přibližně 30 až 40 procent. U nové metody je toto číslo nižší, ale ne dramaticky vzdálené. Klíčový problém tedy nespočívá jen v číslech, ale především v kvalitě genetického materiálu.
Proč tento výzkum rozpaluje fantazii klinických odborníků
Navzdory současným omezením je už dnes zřejmé, komu by taková technologie v budoucnu mohla pomoci. Jde o lidi, kteří dnes prakticky nemají šanci na potomka geneticky spřízněného s oběma rodiči.
Kdo by jednou mohl z takových buněk těžit
| Skupina pacientů | Současné možnosti | Co mění vajíčko z kožní buňky |
|---|---|---|
| Ženy s předčasným selháním vaječníků | IVF s vajíčkem dárkyně, žádná genetická vazba na matku | šance na vajíčko s vlastní DNA, bez dárkyně |
| Pacientky po chemoterapii poškozující vaječníky | adopce, darování vajíček, případné předchozí zmrazení buněk | možnost obnovit reprodukční potenciál z kožních buněk |
| Transgender osoby, které si před léčbou nezajistily gamety | zpravidla žádná šance na genetické potomstvo po ukončené léčbě | teoreticky šance na gamety z aktuálních tělesných buněk |
| Stejnopohlavní páry, zejména muži | adopce, surogace s vajíčkem dárkyně | ve vzdálené perspektivě: dítě geneticky spřízněné s oběma otci |
Nejsilněji rozněcuje představivost scénář, při němž by se kožní buňky muže přeměnily ve vajíčka a ta by se oplodnila spermiemi jeho partnera. Teoreticky by vzniklo embryo sdílející geny obou otců. Na této cestě nestojí jen technické překážky, ale také jev zvaný genomický imprinting – jemné rozdíly ve „spínání" a „vypínání" genů podle toho, zda pocházejí od matky, nebo od otce.
Právo, etika a společenská důvěra
Vytvoření vajíčka z kožní buňky mění způsob, jakým vůbec uvažujeme o tom, co je pohlavní buňka. A to vždy naráží na právní systém, který preferuje jednoduché kategorie: gamety z pohlavních žláz a „obyčejné" tělesné buňky.
V některých zemích, například v Austrálii, se už dnes diskutuje o tom, zda by vytvoření embrya z kožní buňky neporušovalo platné zákony. V mnoha jurisdikcích vznikaly předpisy týkající se výzkumu embryí, IVF a klonování v době, kdy taková technologie neexistovala ani v rovině teorie.
Hranice mezi tělesnou buňkou a buňkou, která může dát vznik dítěti, přestává být jednoznačná. Zákonodárci nestačí tempu laboratoří.
K tomu přistupuje otázka společenské důvěry. Výzkumy zárodečných buněk, klonování a genových modifikací ukázaly, jak rychle mohou obavy veřejnosti zablokovat i ty nejslibnější projekty. Tato situace je o to citlivější, protože se dotýká samotného počátku života a otázky, zda je přípustné vytvářet gamety „z ničeho" – tedy z náhodné kožní buňky.
Odborníci na bioetiku zdůrazňují, že bude nezbytná jasná a průhledná kontrola výzkumu, otevřená komunikace s veřejností a mezinárodní standardy. Bez toho by mohl každý přešlap vyvolat bouřlivou reakci a zmrazit rozvoj celého oboru na dlouhá léta.
Jak daleko je reálné klinické využití
Sami autoři výzkumu přiznávají, že o zákrocích s využitím takových buněk nelze zatím hovořit. Hovoří o perspektivě nejméně deseti let intenzivní práce, než technologie dozraje alespoň k diskusi o klinických testech.
Je nutné vyřešit několik zásadních problémů:
- výrazně snížit počet chyb při rozdělování chromozomů
- znovu vytvořit přirozené „míchání" genetického materiálu mezi chromozomovými páry
- pochopit, jak reprogramování kožních buněk ovlivňuje epigenetiku budoucího embrya
- prokázat dlouhodobou bezpečnost – nejenom v prvních dnech vývoje, ale v celém měřítku života takto počaté osoby
Každý z těchto bodů vyžaduje sérii pokusů na zvířecích modelech, buněčné studie a genetické i epigenetické analýzy. K tomu se přidává proces hodnocení regulačními institucemi a bioetikami komisemi, který je v reprodukční medicíně obzvláště přísný.
Co tato technologie znamená pro pojem „vlastní dítě"
Pro mnoho lidí není na tomto příběhu nejdůležitější samotná laboratoř, ale důsledky pro chápání rodičovství. Medicína už dnes zná situace, kdy dítě nese genetický materiál jen jednoho z rodičů a nemá genetický vztah k druhému, přestože ho tento rodič vychovává od narození. Nová technika přidává další konfiguraci: vajíčko vzniklé z kožní buňky, embryo vyvíjející se po oplodnění, případné těhotenství u dárkyně dělohy nebo náhradní matky.
Pro páry léčící neplodnost zní klíčová otázka takto: ospravedlňuje touha po genetickém potomku tak dalekosáhlý zásah do buněčných procesů? Pro část lidí bude odpověď „ano" – za předpokladu, že medicína prokáže bezpečnost pro budoucí děti. Jiní budou zastávat názor, že jde o překročení hranice, při níž bere člověk na sebe příliš velkou odpovědnost za možné vedlejší účinky.
Stojí za zmínku, že samotná myšlenka tvorby pohlavních buněk z tělesných buněk není zcela nová. Na zvířecích modelech pracují vědci s gametami vytvářenými z kmenových buněk již několik let. Lidské vajíčko vypěstované z kůže je dalším krokem na této cestě – tentokrát výrazně blíže praktickému využití v humánní medicíně. Debata o hranicích takového pokroku teprve nabírá na obrátkách a rozhodně rychle neskončí.
