Výzkumníci z oregonské univerzity dokázali v laboratorních podmínkách vyprodukovat lidskou vajíčkovou buňku z běžné buňky kůže. Jde zatím o čistý experiment, který však může zásadně změnit přístup k léčbě neplodnosti i samotné chápání rodičovství.
Postup vyvinutý týmem z Oregon Health & Science University otevírá dveře možnostem, které ještě před pár lety patřily do oblasti science fiction. Schopnost vyrobit funkční oocyt z kožní buňky by mohla pomoci lidem, kteří přišli o schopnost mít biologické děti kvůli chemoterapii, vrozeným vadám nebo předčasnému vyčerpání ovariální rezervy. Současně ale přináší složité etické a právní otázky, na které společnost teprve hledá odpovědi.
Tato metoda se týká nejen žen po onkologické léčbě, ale teoreticky i stejnopohlavních párů či osob s врожденými poruchami reprodukčního systému. Hranice mezi běžnou tkání a potenciálním počátkem života se začíná stírat. Buňka kůže, kterou zanecháš na hrnku nebo kartáčku na zuby, přestává být jen biologickým odpadem a stává se možným zdrojem genetického materiálu pro budoucí potomky.
Jak přesně funguje přeměna kožní buňky na vajíčkovou buňku
Celý proces začíná odebráním běžné kožní buňky. V jejím jádru se nachází kompletní soubor genetického materiálu konkrétního člověka – celkem 46 chromozomů. Vědci z oregonské univerzity toto jádro precizně vyjmou a přenesou do dárcovského oocytu, ze kterého předtím odstranili vlastní genetický materiál.
Výsledkem je hybridní vajíčková buňka s cytoplazmou dárkyně a DNA pocházejícím z kožní buňky vybrané osoby. Problém spočívá v tom, že takový oocyt obsahuje na začátku 46 chromozomů, tedy kompletní sadu. Přirozená vajíčková buňka má chromozomů pouze 23, protože se musí později spojit s 23 chromozomy ze spermie.
Výzkumníci proto vyvinuli umělý způsob, jak donutit buňku zbavit se poloviny chromozomů. Pouze tak je možné dosáhnout oplodnění podobného tomu přirozenému. K tomuto účelu slouží autorský postup nazvaný mitomeiosis – kombinace prvků buněčného dělení typického pro růst tkání a toho, který vede ke vzniku pohlavních buněk.
Roskovitin, elektrický impuls a další molekulární triky
Klíčovou roli v této umělé meióze hraje roskovitin – chemická látka blokující enzymy kontrolující cyklus buněčného dělení. V kombinaci s elektroporací, tedy krátkým elektrickým impulsem, který dočasně otevře buněčnou membránu pro určité molekuly, se daří vyvolat netypický typ dělení.
Po tomto zásahu část chromozomů putuje do struktur plnících roli takzvaných pólových tělísek, zatímco v buňce zůstává soubor se sníženým počtem chromozomů. Pokud vše proběhne podle plánu, buňka se stane haploidní, tedy obsahuje 23 chromozomů – stejně jako klasický lidský oocyt.
Následuje oplodnění pomocí standardní techniky používané při IVF – ICSI, tedy injekce jediné spermie přímo do vajíčkové buňky. Tímto způsobem vědci ověřují, zda laboratorně vyrobený oocyt vůbec funguje jako vajíčková buňka a zda může zahájit rané stadium vývoje embrya. Lékaři z oregonské univerzity uvádějí, že jde o zásadní test životaschopnosti celé metody.
Účinnost je zatím velmi nízká a chyb v DNA je hodně
Z pohledu biologů představují první výsledky velký krok vpřed. Z perspektivy pacienta jde však zatím o velmi vzdálenou budoucnost. Z 82 uměle vytvořených oocytů pouze nepatrná část vedla ke vzniku embryí, která přežila do stadia blastocysty, což je přibližně šestý den vývoje.
Právě v tomto stadiu se embrya standardně přenášejí do dělohy při procedurách in vitro. Výzkumníkům se podařilo dosáhnout této úrovně u přibližně 9 procent z nich. Zajímavé je, že při přirozeném oplodnění nebo klasickém IVF mnoho embryí také odumírá dříve – do stadia blastocysty se dostává obvykle pouze 30 až 40 procent.
Všechna embrya vytvořená z oocytů pocházejících z kožních buněk měla závažné chromozomální abnormality, které znemožňují další zdravý vývoj. Nejčastěji šlo o chybné rozdělení chromozomů mezi vajíčkovou buňku a struktury odstraňující přebytečný genetický materiál.
Výsledkem je aneuploidie, tedy nesprávný počet chromozomů nebo jejich přeskupené páry. V praxi takové embryo nemá šanci stát se zdravým dítětem. Další komplikací je absence rekombinace genetického materiálu typické pro přirozenou meiózu – tedy výměny fragmentů DNA mezi páry chromozomů. Tento proces zlepšuje kvalitu souboru genů u potomstva. Tady příroda chybí, což může vést k subtilním, těžko předvídatelným zdravotním důsledkům.
Komu by v budoucnu mohly takové oocyty pomoci
Pokud se podaří tuto techniku zvládnout, seznam potenciálních příjemců by byl velmi široký. Jde především o osoby, kterým medicína nabízí dnes velmi omezené možnosti, pokud jde o biologické rodičovství. Vědci z Oregon Health & Science University vidí využití zejména v těchto případech:
- ženy po onkologické léčbě, u nichž chemoterapie nebo radioterapie zničila vajíčkové buňky
- osoby s vrozenou absencí funkčních vaječníků
- ženy, u kterých se ovariální rezerva vyčerpala předčasně
- stejnopohlavní páry toužící po dítěti s genetickým materiálem obou partnerů
- pacienti po transplantaci kostní dřeně s poškozenou reprodukční funkcí
- lidé s genetickými mutacemi v zárodečných buňkách, které chtějí obejít
V takové vizi medicíny by stačil malý vzorek kůže, aby se vygeneroval oocyt geneticky svázaný s danou osobou. U žen by to znamenalo možnost obejít darování cizích vajíčkových buněk a udržet plnou genetickou vazbu s dítětem. Nejdál jdoucí scénář se týká párů mužů. Teoreticky nic nebrání vzít kožní buňku od jednoho partnera, přeměnit ji na oocyt a oplodnit semenem druhého.
Jde o zcela novou konfiguraci rodičovství, se kterou se právo, medicína ani etika dosud nesetkaly. Právníci upozorňují, že současné zákony na takové situace vůbec nepamatují. Specialisté na reprodukční medicínu připomínají nutnost transparentnosti výzkumu a velmi přísného dohledu.
Etické dilema a otázky, na které zatím neexistují odpovědi
Když vědci začnou vyrábět pohlavní buňky z tkání, které původně neměly reprodukční funkci, hranice mezi běžnou tkání a potenciálním počátkem života se začíná rozmazávat. Objevuje se otázka, komu patří reprodukční potenciál zapsaný v tělních buňkách a jak daleko může sahat souhlas s jeho využitím.
Část zemí, jako třeba Austrálie, má velmi restriktivní předpisy týkající se vytváření embryí v laboratoři. Odborníci na právo upozorňují, že takové experimenty mohou zasahovat do oblastí formálně zakázaných, protože se mění definice toho, co je buňka určená k reprodukci. Lékaři z oregonské univerzity zdůrazňují, že než někdo pomyslí na použití této techniky v klinikách léčby neplodnosti, uplyne minimálně několik let intenzivního výzkumu.
Potřebné jsou také studie na zvířecích modelech a mnohem širší analýzy bezpečnosti. Aneuploidie, absence rekombinace, možné poruchy v takzvaném genomickém imprintingu – rozdílech v genových otiscích mateřského a otcovského původu – to vše se může promítat do nemocí, o kterých dnes víme málo.
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 jiné uspořádání zděděných genomických otisků než miminko z klasického vztahu ženy a muže. Zároveň se objevují obavy před komercializací této technologie. Pokud někdy pronikne do soukromých klinik, může se stát dalším luxusním nástrojem reprodukční medicíny dostupným pouze bohatým. Rýsují se tak otázky sociálních nerovností a tlaku na využívání stále pokročilejších, ale také riskantnějších procedur.
Co přináší budoucnost a kam směřují další experimenty
Tým z oregonské univerzity 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 či dobu trvání jednotlivých fází. Výzkumníci zdůrazňují nutnost mnoha dalších testů před jakýmkoli klinickým využitím.
Pro mnoho lidí zní popis přeměny kožní buňky na oocyt abstraktně. Stačí se však na to podívat jako na velmi pokročilou formu přeprogramování buňky. Současná biologie už umí měnit například kožní buňky na neurony nebo srdeční buňky vytvořením takzvaných kmenových buněk a jejich diferenciací zvoleným směrem. Vytváření oocytů z kožních buněk je dalším krokem na této cestě, jen společensky mnohem citlivějším.
Tentokrát totiž nejde o opravu orgánu u konkrétního pacienta, ale o formování genetického materiálu budoucího člověka. Pokud se tato výzkumná linie rozvine, získá medicína mocný nástroj – možnost obnovení plodnosti u osob, které z různých důvodů ztratily vajíčkové buňky. V balíčku však dostaneme spoustu dilemat, na která žádná jednoduchá regulace neodpoví. Možná právě proto vědci i odborníci na etiku zdůrazňují potřebu opatrnosti a veřejné diskuse o hranicích, které si jako společnost chceme stanovit?
