Biologové z oregonské univerzity dokázali přeměnit buňku kůže v zralou vajíčko schopnou oplodnění. Jde zatím o laboratorní experiment s mnoha nedostatky, ale otevírá zcela nové možnosti pro léčbu neplodnosti.
Tento průlom může za několik let zásadně změnit způsob, jakým přistupujeme k léčbě neplodnosti a chápání rodičovství samotného. Představ si, že by stačil malý vzorek tvé kůže k tomu, abys mohl mít dítě s vlastním genetickým materiálem – i když tvé tělo komůrky produkovat nedokáže.
Vědci z Oregon Health & Science University publikovali výsledky experimentů, ve kterých úspěšně vytvořili lidské oocyty z běžných kožních buněk. Zatímco klasická medicína reprodukce pracuje s vajíčky odebrannými z vaječníků, tato metoda nabízí alternativu lidem, kteří vlastní zásobu vajíček ztratili kvůli chemoterapii, ozáření nebo vrozených vadám.
Postupné zdokonalování technik zaměřených na přeprogramování buněk ukazuje, že hranice mezi různými typy tkání není tak pevná, jak se kdysi myslelo. Odborníci však zdůrazňují, že než se tato metoda dostane do klinické praxe, čekají nás ještě dlouhé roky testování a řešení etických otázek.
Jak se z fragmentu kůže stane vajíčko připravené k oplodnění
Celý proces začíná odebrání jádra z kožní buňky. Toto jádro obsahuje kompletní sadu tvého genetického materiálu – celkem 46 chromozomů. Výzkumníci pak toto jádro přenesou do dárcovského oocytu, ze kterého předtím odstranili původní genetický materiál.
Výsledkem je hybridní vajíčko: cytoplazma pochází od dárkyně, DNA z kožní buňky konkrétního člověka. Problém spočívá v tom, že takový oocyt má na začátku 46 chromozomů, tedy plnou sadu. Přirozené vajíčko má chromozomů pouze 23, protože se musí později spojit s 23 chromozomy ze spermie.
Biologové vyvinuli umělý způsob, jak přinutit buňku zbavit se poloviny chromozomů. K tomu slouží autorský postup nazvaný mitomeiosis – kombinace prvků buněčného dělení typického pro růst tkání a procesu, který vede ke vzniku pohlavních buněk. Buňku uvedou do stavu, kdy se chová, jako by procházela přirozeným procesem formování vajíčka.
Roskovitin, elektrický impuls a ICSI v praxi
Klíčovou roli v této umělé meióze hraje roskovitin – 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 vynutit netypický typ dělení.
Po tomto zásahu část chromozomů putuje do struktur plnících roli takzvaných směrných tělísek, zatímco v buňce zůstává sada s redukovaným počtem chromozomů. Pokud vše proběhne podle plánu, buňka se stává haploidní – obsahuje 23 chromozomů, stejně jako klasický lidský oocyt.
Následuje oplodnění pomocí standardní techniky používané při IVF – ICSI, tedy vstříknutí jediné spermie přímo do vajíčka. Tímto způsobem vědci ověřují, zda v laboratoři vytvořený oocyt vůbec funguje jako skutečné vajíčko a zda může zahájit raný vývoj embrya. Lékaři z oregonské univerzity provedli desítky pokusů s různými protokoly elektroporace a dávkováním roskrovitinu.
Úspěšnost zatím velmi nízká a chyb v DNA je hodně
Z pohledu biologů představují tyto první výsledky velký krok vpřed. Z hlediska pacientů jde zatím o velmi vzdálenou perspektivu. Z 82 uměle vytvořených oocytů pouze malá část vedla ke vzniku embryí, která dorostla do stadia blastocysty, tedy zhruba šestého dne vývoje.
Právě v této fázi se embrya standardně při asistované reprodukci přenášejí do dělohy. V tomto experimentu dosáhlo této úrovně asi 9 procent z nich. Zajímavé je, že při přirozeném oplodnění nebo klasické IVF mnoho embryí také odumírá dříve – do stadia blastocysty se dostává obvykle jen 30 až 40 procent.
Všechna embrya vytvořená z oocytů pocházejících z kožních buněk měla vážné chromozomální abnormality, které znemožňují další zdravý vývoj. Nejčastěji šlo o chybné rozdělení chromozomů mezi vajíčko a struktury odstraňující přebytečný genetický materiál. Důsledkem je aneuploidie, tedy nesprávný počet chromozomů nebo jejich přeskupené páry. V praxi takové embryo nemá šanci stát se zdravým dítětem.
Dalším problémem je absence rekombinace genetického materiálu, typické pro přirozenou meiózu. Tento proces zajišťuje výměnu úseků DNA mezi páry chromozomů a zlepšuje kvalitu genetické výbavy potomstva. Zde je příroda obejita, což může vést k jemným, těžko předvídatelným zdravotním následkům.
Kdo by mohl v budoucnu využít vajíčka vytvořená z kůže
Pokud se podaří tuto techniku zvládnout, seznam potenciálních příjemců by byl velmi široký. Jde především o lidi, kterým dnešní medicína nabízí velmi omezené možnosti, pokud jde o biologické rodičovství.
- ženy po onkologické léčbě, u kterých chemoterapie nebo radioterapie zničila vajíčka
- osoby s vrozenou absencí funkčních vaječníků
- ženy, u kterých se ovariální rezerva vyčerpala předčasně
- stejnopohlavní páry toužící po dítěti s genetickým materiálem obou partnerů
- muži po úrazech nebo nemocech postihujících reprodukční systém
- lidé s genetickými predispozicemi k raným poruchám plodnosti
V takové vizi medicíny by stačil malý vzorek kůže k vytvoření oocytu geneticky spojeného s danou osobou. U žen by to znamenalo možnost vyhnout se darování cizích vajíček a zachovat plnou genetickou vazbu s dítětem. Výzkumníci z Oregon Health & Science University zdůrazňují, že by to mohlo pomoci tisícům pacientek ročně.
Nejdále jdoucí scénář se týká párů mužů. Teoreticky nic nebrání vzít kožní buňku od jednoho partnera, přeměnit ji v oocyt a oplodnit semenem druhého. Jde o zcela novou konfiguraci rodičovství, se kterou se právo, medicína ani etika dosud nesetkaly. Otázkou zůstává, jak bude takové dítě dědit genomové otisky typické pro mateřské a otcovské geny.
Kam směřují další experimenty a co je ještě třeba vyřešit
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 délky trvání jednotlivých etap. Vědci testují různé koncentrace roskrovitinu a alternativní blokátory buněčného cyklu.
Odborníci podkreslují, 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 výrazně širší analýzy bezpečnosti. Lékaři z různých institucí už nyní volají po mezinárodní koordinaci těchto experimentů.
Důležitou otázkou zůstává stabilita genomu v uměle vytvořených oocytech. Biochemici zkoumají, zda nedochází k poškození DNA během přenosu jádra a elektroporace. Dalším tématem je epigenetika – chemické značky na DNA, které ovlivňují, které geny budou aktivní. Tyto značky se u vajíček a spermií liší a jejich správné nastavení je klíčové pro zdravý vývoj embrya.
Etické dilema: kde končí tkáň a začíná potenciál nového života
Když vědci začínají vyrábět 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 hrnku nebo zubním kartáčku, přestává být jen biologickým odpadem.
Vyvstává otázka, komu patří reprodukční potenciál uložený v tělních buňkách a jak daleko může sahat souhlas s jejich použitím. Část zemí, jako Austrálie, má velmi restriktivní 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 reprodukci.
Specialisté 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 v genomovém imprintingu – to vše se může promítat do nemocí, o kterých dnes víme jen málo.
Debata se neomezuje 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 genomových otisků než miminko z klasického vztahu ženy a muže. Bioeticí začínají diskutovat, jak takové rodičovství uznat ve světle platných předpisů. Zároveň se objevují obavy před komercializací této technologie a vznikem nových společenských nerovností v přístupu k pokročilé reprodukční medicíně.
