Naukowcy stworzyli ludzki komórkowy zalążek życia ze skóry. Co to zmienia?

Naukowcy pokazali, że z ludzkiej komórki skóry da się wytworzyć komórkę jajową zdolną do zapłodnienia.

Eksperyment przeprowadzony w Oregon Health & Science University może całkowicie przeobrazić medycynę niepłodności. Na razie mowa o wczesnym etapie badań, ale już dziś widać, że stawką są nie tylko nowe terapie, lecz także granice tego, co uznajemy za „naturalne” rodzicielstwo.

Komórka jajowa ze skóry: co właściwie zrobili badacze

Zespół z Oregonu opracował sposób, by z zwykłej komórki skóry powstał ludzki oocyt, czyli komórka jajowa. To nie jest klasyczne klonowanie, tylko próba stworzenia nowej gamety, która zachowuje materiał genetyczny dawcy skóry.

Badacze po raz pierwszy wygenerowali ludzkie komórki jajowe zdolne do zapłodnienia, których genom pochodzi z komórek skóry, a nie z jajnika.

Podstawą eksperymentu był tak zwany transfer jądra komórki somatycznej (SCNT), znany z historii owcy Dolly. W uproszczeniu wyglądało to tak:

• pobrano komórkę skóry od konkretnej osoby,
• z tej komórki usunięto jądro zawierające cały jej materiał genetyczny,
• jądro wprowadzono do ludzkiego oocytu dawczyni, z którego wcześniej usunięto własne jądro,
• tak powstała komórka zawierała już 46 chromosomów pochodzących z dawcy skóry.

I tu pojawił się kluczowy problem. Prawidłowa komórka jajowa ma tylko 23 chromosomy. Brakowało naturalnego procesu redukcji liczby chromosomów, który zachodzi w jajniku w trakcie dojrzewania oocytu.

Nowa sztuczka biologów: mitomeiosis

Aby rozwiązać ten problem, naukowcy opracowali procedurę o dość technicznej nazwie mitomeiosis – połączenie słów „mitoza” i „mejoza”. W praktyce chodzi o wymuszenie na komórce sztucznej „pseudomejozy”, czyli takiego rodzaju podziału, który usuwa połowę chromosomów.

W laboratorium zrobiono to wieloetapowo:

Celem było uzyskanie haploidalnej komórki jajowej z 23 chromosomami, gotowej do zapłodnienia. Następny krok również nawiązywał do praktyk z in vitro. Uzyskane oocyty połączono z plemnikami metodą ICSI, czyli wstrzykując pojedynczy plemnik bezpośrednio do wnętrza komórki jajowej.

Strategia polega na odtworzeniu komórki jajowej genetycznie powiązanej z dawcą skóry, a nie na skopiowaniu całego organizmu.

Wyniki eksperymentu: sukces, ale z gigantycznymi ograniczeniami

Choć medialnie brzmi to jak przełom, dane liczbowe są bardzo chłodne. Z 82 sztucznych oocytów:

Tylko niewielki odsetek zarodków dotarł do stadium blastocysty, czyli etapu zbliżonego do szóstego dnia po zapłodnieniu, kiedy w klasycznym in vitro lekarze rozważają transfer do macicy. Wszystkie zarodki wytworzone nową metodą miały jednak poważne zaburzenia chromosomalne.

Chromosomy nie rozdzielały się prawidłowo między właściwą komórkę jajową a tak zwane ciała kierunkowe, które powinny „zabierać” nadmiar materiału genetycznego. W efekcie powstawały zarodki aneuploidalne – z nieprawidłową liczbą chromosomów lub błędnie zestawionymi parami.

Każdy z uzyskanych zarodków miał wadliwy zestaw chromosomów, co całkowicie blokuje rozwój w kierunku zdrowej ciąży.

Dla porównania, nawet przy naturalnym poczęciu jedynie około 30–40 procent zarodków dociera do stadium blastocysty. Wynik 9 procent nie jest więc całkowicie szokujący, lecz w połączeniu z masową aneuploidią pokazuje, że do zastosowań klinicznych niezwykle daleko.

Kto mógłby skorzystać z takiej technologii

Mimo licznych barier technicznych medycy i bioetycy już zastanawiają się, jak taka procedura mogłaby zmienić krajobraz terapii niepłodności. Szczególnie interesujące są trzy grupy potencjalnych pacjentów.

Kobiety bez własnych komórek jajowych

Obecnie kobiety, którym chemioterapia lub radioterapia zniszczyła rezerwę jajnikową, mają bardzo niewielkie szanse na biologiczne potomstwo. Podobna sytuacja dotyczy tych, u których jajniki przestały pracować przedwcześnie lub które przekroczyły wiek reprodukcyjny.

Dzisiaj jedynym rozwiązaniem jest skorzystanie z komórek jajowych dawczyni. Dziecko nie ma wtedy materiału genetycznego pochodzącego od kobiety, która ciążę nosi. Gdyby udało się dopracować wytwarzanie oocytów ze skóry, lekarze mogliby teoretycznie produkować komórki jajowe z materiału genetycznego samej pacjentki.

Parom jednopłciowym otwierają się zupełnie nowe scenariusze

Szczególnie gorącym tematem są potencjalne konsekwencje dla par mężczyzn. W założeniu nic nie stoi na przeszkodzie, by użyć męskiej komórki skóry jako źródła DNA do stworzenia sztucznego oocytu. Taka komórka mogłaby zostać zapłodniona plemnikiem partnera.

Teoretyczny scenariusz zakłada urodzenie dziecka, którego materiał genetyczny pochodzi od dwóch mężczyzn – jednego jako „dawcy skóry”, drugiego jako dawcy plemników.

Naukowcy podkreślają przy tym, że na drodze stoją złożone zjawiska związane z tak zwaną imprintacją genomową. Materiał genetyczny odziedziczony od matki i ojca różni się pod względem aktywacji pewnych genów. Łączenie dwóch „męskich” zestawów DNA w roli zarówno ojca, jak i „zastępczej matki” rodzi szereg komplikacji biologicznych, które trzeba rozpracować przed jakimkolwiek myśleniem o praktycznym zastosowaniu.

Osoby transpłciowe i bankowanie płodności

Ta ścieżka badań może mieć znaczenie też dla osób transpłciowych, które rozpoczęły terapię hormonalną lub przeszły operacje bez wcześniejszego zamrożenia komórek rozrodczych. Możliwość wytworzenia gamet z komórek skóry w przyszłości dawałaby teoretyczną szansę na biologiczne dzieci mimo wcześniejszej utraty płodności.

Granice medycyny rozrodu a granice prawa

Eksperyment z Oregonu wywołał silną reakcję bioetyków i prawników zajmujących się medycyną rozrodczą. Zmiana przeznaczenia zwykłej komórki skóry w gametę wywraca do góry nogami dotychczasowe definicje komórek rozrodczych.

W niektórych krajach taki eksperyment mógłby już dziś naruszać przepisy. Przykład ekspertów z Australii pokazuje, że prawo często nie nadąża za biologią. Jeśli ustawa mówi wyłącznie o „komórkach jajowych i plemnikach wytworzonych w gonadach”, to komórki rozrodcze tworzone ze skóry mogą znaleźć się w szarej strefie legislacyjnej.

Pojawia się pytanie, czy każda komórka ciała – w tym komórka skóry – potencjalnie zdolna do zamiany w gametę powinna podlegać dodatkowej ochronie prawnej.

Drugim wątkiem jest społeczna zgoda na tworzenie zarodków, które z założenia nie mają szansy rozwoju. Na obecnym etapie wszystkie wytworzone zarodki są genetycznie wadliwe. Badacze wykorzystują je wyłącznie do analiz laboratoryjnych, zatrzymując rozwój na bardzo wczesnym stadium. Dla wielu osób takie wykorzystanie zarodków, nawet niezdolnych do dalszego rozwoju, i tak budzi moralny sprzeciw.

Bezpieczeństwo przede wszystkim: co jeszcze trzeba zrozumieć

Przeszkód do pokonania jest dużo więcej niż tylko poprawa statystyk uzyskiwania blastocyst. Kluczowe kwestie, nad którymi pracują naukowcy, to między innymi:

• opanowanie dokładnego mechanizmu ustawiania i dzielenia chromosomów w trakcie mitomeiosis,
• zrozumienie, jak reprogramowanie komórki skóry wpływa na epigenetykę, czyli „nakładkę” regulującą ekspresję genów,
• ocena, czy brak naturalnej rekombinacji genetycznej – wymiany fragmentów chromosomów między ich parami – nie zwiększa ryzyka wad rozwojowych,
• monitorowanie długofalowego wpływu takich manipulacji na linie komórkowe kolejnych pokoleń.

Zespół badawczy podkreśla, że przynajmniej przez następne lata nie ma mowy o próbach klinicznych. Mówimy o projekcie wymagającym co najmniej dekady intensywnych prac przed wejściem do pierwszych testów medycznych, a i to przy założeniu, że po drodze nie pojawią się nieprzezwyciężalne bariery.

Co to oznacza dla zwykłych pacjentów i społeczeństwa

Dla osób zmagających się z niepłodnością taka ścieżka badań może brzmieć jak długo wyczekiwana szansa. Warto jednak pamiętać, że medycyna rozrodu jest wyjątkowo wrażliwą dziedziną, w której nie wystarczy sam postęp technologiczny. Każdy krok wymaga dyskusji nie tylko lekarzy i biologów, ale także psychologów, prawników, osób wierzących i niewierzących, samotnych i żyjących w związkach jednopłciowych czy różnopłciowych.

Sam fakt, że praktycznie każda komórka naszego ciała mogłaby kiedyś stać się punktem wyjścia do powstania komórek rozrodczych, zmienia sposób myślenia o prywatności biologicznej. Dziś oddanie próbki skóry czy krwi kojarzy się z diagnostyką. Za kilka dekad ten sam materiał teoretycznie może wystarczyć do wytworzenia gamet, co wymusi zupełnie nowe podejście do zgody pacjenta i ochrony danych biologicznych.

Z drugiej strony ta linia badań przypomina, jak bardzo płynna bywa granica między komórkami „zwykłymi” a rozrodczymi. Technologia uczy, że nasze ciała są znacznie bardziej plastyczne, niż przez lata zakładano, a to pociąga za sobą zarówno ogromne nadzieje, jak i pytania, na które żadna publikacja naukowa nie odpowie w pojedynkę.