Vědci z Oregonu poprvé vytvořili v laboratoři lidské vajíčko geneticky spjaté s osobou, od které odebrali kožní buňku. Metoda je zatím daleko od klinického využití a otevírá řadu etických otázek.
Přání mít biologicky příbuzné dítě se často střetává s tvrdou medicínskou realitou. Pro osoby, jejichž tělo neprodukuje vlastní vajíčka, existuje dnes prakticky jediná možnost: vajíčko dárkyně, tedy žádné genetické spojení s budoucím potomkem.
Výzkumný tým z Oregon Health & Science University navrhl zcela jinou cestu. Využil kožní buňky a přeměnil je ve struktury chovající se jako lidská vajíčka vhodná k oplodnění v laboratorních podmínkách. Práci popsali v prestižním časopise Nature Communications.
Vědci použili techniku přenosu buněčného jádra a uměle vyvolané mitomejózy. Cílem této metody není klonování člověka, ale získání vajíčka nesoucího genetický materiál konkrétní osoby, která vlastní vajíčka nemá. Pro mnoho lidí by to mohlo v budoucnu znamenat revoluci v reprodukční medicíně.
Jak se z kožní buňky stane vajíčko
Základem experimentu byl somatic cell nuclear transfer neboli SCNT, tedy přenos jádra somatické buňky. Jde o stejnou metodu, díky které v roce 1996 vznikla slavná ovce Dolly. Nyní ji výzkumníci adaptovali pro potřeby reprodukční medicíny.
Postup měl několik kroků. Nejprve odebrali kožní buňku od dospělé osoby. Z této buňky odstranili jádro obsahující kompletní sadu 46 chromozomů. Jádro pak přenesli do lidského vajíčka od dárkyně, ze kterého předtím odstranili vlastní jádro. Výsledné hybridní vajíčko obsahovalo DNA osoby, od které pochází kůže.
Na této úrovni se však objevil vážný biologický problém. Po takové proceduře má buňka 46 chromozomů, zatímco správné vajíčko by jich mělo mít 23. Bez redukce počtu chromozomů nelze získat zdravý zárodek.
Mitomejóza jako klíč k řešení problému chromozomů
Aby tento problém překonali, vědci vyvinuli autorskou proceduru nazvanou mitomeiosis, která kombinuje prvky mitózy a mejózy. V přirozeném prostředí právě mejóza zajišťuje snížení počtu chromozomů v pohlavních buňkách.
Badatelé přiměli buňku k experimentálnímu dělení, které mělo odstranit přebytečný genetický materiál a ponechat 23 chromozomů v budoucím vajíčku. K vyvolání tohoto procesu použili mimo jiné roscovitine, látku blokující vybrané enzymy kontrolující buněčný cyklus, a krátké elektrické impulsy známé jako elektroporace, které dočasně otevírají buněčnou membránu pro konkrétní molekuly.
- odebrali kožní buňku od dospělé osoby
- odstranili z ní jádro s kompletní sadou 46 chromozomů
- jádro přenesli do vajíčka dárkyně bez vlastního jádra
- vytvořené hybridní vajíčko obsahovalo DNA osoby z kožní buňky
- pomocí roscovitine a elektroporace vyvolali speciální buněčné dělení
- počet chromozomů se snížil na potřebných 23
- použili techniku ICSI k vnesení spermie do připraveného vajíčka
Když se podařilo získat buňky se sníženým počtem chromozomů, aplikovali dobře známou techniku ICSI z procedur in vitro. Vpíchli jednotlivou spermii přímo do nitra takto připraveného vajíčka.
Úspěch zatím hlavně teoretický
Navzdory spektakulárnímu konceptu praktické výsledky ukazují, jak dlouhá cesta ještě vědce čeká. Z 82 uměle vytvořených vajíček se pouze asi 9 procent po oplodnění vyvinulo do stadia blastocysty, což odpovídá přibližně šestému dni vývoje zárodku.
Při procedurách in vitro podobného stadia dosahuje 30 až 40 procent zárodků vzniklých přirozeným způsobem z vajíčka a spermie. Výsledek z laboratoře v Oregonu tedy není úplný neúspěch, ale jasně ukazuje potřebu dalšího zdokonalování.
Největší problémy se objevily na genetické úrovni. Všechny vzniklé zárodky měly poruchy segregace chromozomů. Jinými slovy, během buněčného dělení se chromozomy nerozdělily správně mezi vajíčko a takzvaná směrná tělíska, která by měla odnést přebytečnou DNA.
Výsledkem byly aneuploidní zárodky s nesprávným počtem chromozomů nebo chybně spárovanými dvojicemi. Takový genetický materiál znemožňuje správný vývoj a vede k odumření zárodku nebo velmi závažným vadám. Výzkumníci také upozorňují, že v uměle vyvolaném procesu chybí klasická rekombinace genetická, typická pro přirozenou mejózu. Tato fáze míchání genetického materiálu je důležitá jak pro biologickou rozmanitost, tak pro stabilitu chromozomů.
Tým z OHSU nyní pracuje na lepším pochopení toho, jak přesně se chromozomy uspořádávají a rozdělují během uměle vyvolaného dělení. Teprve zvládnutí těchto mechanismů by mohlo přiblížit metodu k praktickému použití.
Naděje pro osoby vyloučené z in vitro
Pokud se technika stane bezpečnou a opakovatelnou, změní přístup k léčbě neplodnosti. Zvláště ve skupinách, které mají dnes velmi omezené možnosti. Prospěch by z toho mohly mít ženy po předčasném selhání vaječníků, pacientky po chemoterapii nebo radioterapii, které ztratily ovariální rezervu, osoby s vrozenou absencí vajíček či páry, které z medicínských důvodů nemohou využít vlastní gamety.
V takovém scénáři by lékaři mohli odebrat fragment kůže, získat z něj vajíčka a využít je v proceduře in vitro. Dítě by zdědilo genetický materiál od osoby, která dnes musí využívat anonymní dárkyni. To by znamenalo obrovský posun v reprodukční medicíně a naději pro tisíce lidí.
Experiment otevírá také překvapivější možnost: použití kožních buněk muže k vytvoření vajíčka. Takové vajíčko by mohlo být oplodněno spermiemi partnera. Výsledkem by bylo dítě geneticky spojené s oběma otci. Tato varianta vyvolává obrovské emoce. Biologicky se objevují problémy spojené s takzvaným imprintingem, tedy rozdíly v označování genů v závislosti na pohlaví rodiče. Právní systémy převážné většiny zemí takové konfigurace vůbec nezohledňují.
Sami vědci připouštějí, že klinické aplikace jsou otázkou minimálně deseti let, pokud vůbec budou možné. Zatím práce zůstávají v oblasti základního výzkumu.
Lavina etických a právních otázek
Přeměna obyčejné kožní buňky v gametu podkopává dosavadní biologický řád. Hranice mezi somatickými a pohlavními buňkami přestává být jednoznačná. Právníci a bioetici upozorňují, že mnoho zákonů regulujících mimotělní oplodnění takový scénář nepředpokládá.
V některých zemích by vytvoření zárodku s použitím kožní buňky mohlo být už dnes považováno za nelegální, protože se nevejde do platné definice procedur asistované reprodukce. Odborníci z reprodukční medicíny zdůrazňují, že nejzávažnějším kritériem pro povolení této techniky v klinikách bude bezpečnost.
Příliš časté chyby v počtu chromozomů, absence přirozené rekombinace či nepředvídatelné epigenetické změny mohou vést ke genetickým onemocněním, potratům nebo závažným vývojovým poruchám. Než někdo pomyslí na těhotenství s použitím vajíček 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 vedení výzkumu, hlášení výsledků a účast veřejnosti v diskusi.
Co tato technika reálně mění v myšlení o rodičovství
Vytvoření vajíčka z kožní buňky zasahuje do samotného pojmu plodnosti. Dosud vaječníky a varlata vymezovaly biologické hranice rodičovství. Nyní teoreticky každá buňka těla s kompletní sadou chromozomů může být výchozím bodem pro gametu. To vyvolává jak naděje, tak obavy z produktizace lidského života.
Pokud se za několik desetiletí metoda stane bezpečnou, lékaři mohou mít v rukou nástroj, který mnoha lidem umožní získat zpět pocit kontroly nad otázkou potomstva. Na druhé straně se objeví otázka hranic zásahů: používat ji pouze v případě vážných zdravotních problémů, nebo připustit širší využití, například pro osoby odkládající mateřství do velmi pokročilého věku.
V diskusi o této technologii stojí za to také vysvětlovat rozdíl mezi genetickým inženýrstvím a samotnou technikou výroby vajíček. Vědci nenavrhují děti s vybranými vlastnostmi, pouze se snaží vytvořit přirozenou pohlavní buňku jiného původu. Riziko takzvaných dětí na objednávku pramení spíše z paralelního rozvoje metod editace genomu než ze samotného procesu tvorby gamet z kůže. Může tato cesta do budoucna přinést nejen lékařský pokrok, ale i hlubší zamyšlení nad tím, co pro nás rodičovství skutečně znamená?
