Naukowcy stworzyli ludzki „jajówczek” ze skóry. Nowa era leczenia niepłodności?

Badanie już wywołuje gorącą dyskusję.

Naukowcy z Oregon Health & Science University w USA opisali w Nature Communications eksperyment, który może odmienić medycynę rozrodu. Zamiast pobierać komórki jajowe z jajników, spróbowali „przeprogramować” zwykłą komórkę skóry tak, by zachowywała się jak komórka jajowa zdolna do zapłodnienia. Na razie efekt daleki jest od zastosowania w klinikach, ale kierunek rozwoju medycyny reprodukcyjnej zmienia się na oczach lekarzy i bioetyków.

Dlaczego komórka skóry zamiast komórki jajowej?

Dla wielu osób marzenie o biologicznym dziecku kończy się na etapie diagnozy. Brak jajeczkowania, przedwczesna niewydolność jajników, skutki chemioterapii, a także sytuacja par jednopłciowych sprawiają, że klasyczna in vitro nie zawsze wchodzi w grę. Wtedy jedyną szansą bywa dawstwo komórek jajowych, czyli całkowita utrata biologicznego pokrewieństwa z dzieckiem ze strony jednej osoby.

Zespół z Oregonu próbował odpowiedzieć właśnie na ten problem. Zamiast szukać dawczyni, wziął pod lupę coś, co ma praktycznie każdy: komórki skóry. W ich jądrze znajduje się pełny zestaw genów danej osoby. Jeśli uda się z nich wytworzyć komórkę przypominającą dojrzałą komórkę jajową, otworzy się szansa na zachowanie pokrewieństwa genetycznego nawet u osób, które nie wytwarzają własnych gamet.

Badacze po raz pierwszy uzyskali ludzkie komórki jajowe zdolne do zapłodnienia, zaczynając od zwykłej komórki skóry, a nie od naturalnej komórki jajowej z jajnika.

Jak działa „przepisanie” komórki skóry na komórkę jajową?

Cały proces opiera się na metodzie zwanej transferem jądra komórki somatycznej (SCNT). To ta sama technika, która stała za narodzinami słynnej owcy Dolly w latach 90., ale tu użyto jej w innym celu.

Krok po kroku: od skóry do sztucznej komórki jajowej

• Pobranie komórki skóry – z ciała osoby, która potencjalnie chce mieć biologiczne potomstwo.
• Usunięcie jądra z tej komórki i przeniesienie go do komórki jajowej dawczyni, z której wcześniej usunięto oryginalne jądro.
• Powstaje „hybrydowa” komórka – ma cytoplazmę dawczyni, ale materiał genetyczny osoby, od której pochodziła komórka skóry.

Na tym etapie pojawia się poważny problem biologiczny. Komórka skóry ma 46 chromosomów (podwójny zestaw), a prawidłowa komórka jajowa – 23 (połowę zestawu, gotową do połączenia z 23 chromosomami z plemnika). Bez tego nie ma mowy o zdrowym zarodku.

Mitomeioza – sztuczna „półówka” chromosomów

Aby ominąć tę przeszkodę, zespół opracował procedurę nazwaną mitomeiozą. To sztucznie wywołany proces, który ma zmusić komórkę do zachowania się jak w naturalnym podziale mejotycznym, czyli takim, gdy organizm produkuje komórki jajowe lub plemniki.

W laboratorium zrobiono to, łącząc dwa elementy:

• roscovitina – substancja hamująca wybrane enzymy kontrolujące cykl komórkowy, co pozwala „przestawić” tryb dzielenia się komórki,
• elektroporacja – krótki impuls elektryczny, który chwilowo zwiększa przepuszczalność błony komórkowej dla określonych cząsteczek i ułatwia manipulacje wewnątrz komórki.

Po takim zabiegu sztucznie wytworzona komórka ma docelowo zredukowany zestaw chromosomów – powinna zawierać 23, jak każda dojrzała komórka jajowa. Następnie badacze zastosowali dobrze znaną w klinikach metodę ICSI, czyli wstrzyknięcie pojedynczego plemnika bezpośrednio do komórki.

Badanie nie miało na celu sklonowania człowieka, lecz stworzenie komórek jajowych genetycznie zgodnych z daną osobą, z pominięciem jej jajników.

Co udało się osiągnąć, a gdzie pojawiły się błędy?

W laboratorium powstały 82 sztuczne komórki jajowe. Zostały zapłodnione i obserwowane w inkubatorach. Jedynie niewielka część dotrwała do stadium blastocysty, czyli mniej więcej szóstego dnia rozwoju zarodka. To moment, w którym w procedurze in vitro zarodek bywa przenoszony do macicy.

Największym problemem okazały się błędy w podziale chromosomów. Zamiast równomiernego rozdziału między komórkę jajową a tzw. ciała kierunkowe, dochodziło do poważnych pomyłek. Powstawały zarodki aneuploidalne, czyli z niewłaściwą liczbą chromosomów lub zaburzonymi parami.

Taki zarodek praktycznie nie ma szans na prawidłowy rozwój. Naukowcy mówią wprost: przy obecnym poziomie błędów biologiczne wykorzystanie tej techniki jest wykluczone. Brakuje też naturalnej rekombinacji genów, która w normalnej mejozie „tasuje” materiał genetyczny i zmniejsza ryzyko niektórych defektów.

Każdy z uzyskanych zarodków zawierał poważne zaburzenia chromosomowe, które uniemożliwiają długotrwały rozwój i wykluczają użycie kliniczne.

Kto w przyszłości mógłby skorzystać z takiej technologii?

Mimo licznych barier naukowcy mówią o bardzo konkretnych grupach osób, dla których ta metoda mogłaby kiedyś stać się realną szansą:

• kobiety po chemioterapii , które utraciły funkcję jajników,
• osoby z przedwczesnym wygasaniem jajników lub wczesną menopauzą,
• osoby, które nie zdążyły zamrozić komórek jajowych przed leczeniem onkologicznym,
• mężczyźni w związkach jednopłciowych , w przyszłości potencjalnie tworzący komórki jajowe z własnych komórek skóry.

W najbardziej odważnych scenariuszach para mężczyzn mogłaby mieć dziecko biologicznie spokrewnione z oboma partnerami: z komórki skóry jednego powstałaby „komórka jajowa”, a nasienie dostarczyłby drugi. Tu wkraczają jednak bardzo złożone kwestie imprintingu genomowego, czyli tego, że materiał genetyczny „pamięta”, czy pochodzi od matki czy od ojca, co wpływa na dalszy rozwój zarodka.

Naukowcy podkreślają, że od jakichkolwiek prób klinicznych dzieli nas zapewne co najmniej dekada intensywnych prac nad bezpieczeństwem i skutecznością. Dziś mamy raczej wstępny dowód, że taki kierunek jest teoretycznie możliwy, a nie gotową technologię dla klinik leczenia niepłodności.

Wyzwania etyczne i prawne, o których trzeba myśleć już teraz

Przemiana zwykłej komórki skóry w komórkę reprodukcyjną stawia trudne pytania nie tylko biologom. Granica między komórką „zwykłą” a komórką rozrodczą przestaje być oczywista. Ustawy w wielu krajach nie przewidywały takiego scenariusza.

Bioetycy zwracają uwagę, że w niektórych jurysdykcjach stworzenie zarodka z komórki skóry mogłoby być interpretowane jako naruszenie prawa, jeśli przepisy zakładają, że używać można wyłącznie klasycznych gamet. Tymczasem w opisywanym badaniu surowcem była komórka, która pierwotnie nie miała nic wspólnego z reprodukcją.

Specjaliści od medycyny rozrodu mówią też o potrzebie przejrzystej kontroli nauki. Nowe techniki ingerujące w najbardziej wrażliwy etap ludzkiego życia budzą mieszane emocje. Z jednej strony rodzą nadzieję dla osób zmagających się z niepłodnością, z drugiej – obawy przed komercjalizacją i nadużyciami, jeśli zabraknie jasnych regulacji i społecznego nadzoru.

Tworzenie gamet z komórek skóry przesuwa granice tego, co medycyna uznaje za „naturalne” poczęcie, i wymaga szerokiej debaty społecznej, nie tylko eksperckiej.

Jakie są dziś realne korzyści i zagrożenia?

Najbliższe lata raczej nie przyniosą „fabryk komórek jajowych” z komórek skóry. Realny zysk płynie na razie z samego lepszego zrozumienia procesów, które zachodzą podczas produkcji gamet i podziału chromosomów. Im dokładniej naukowcy poznają mechanizmy błędów, tym skuteczniej będą w stanie ulepszać także obecne metody in vitro, choćby w zakresie selekcji zarodków.

Zagrożenia odnoszą się przede wszystkim do potencjalnych skutków dla przyszłych dzieci. Nieprawidłowości chromosomowe, zaburzona regulacja genów, ryzyko chorób genetycznych – to kwestie, które trzeba sprawdzić na wszystkich możliwych modelach, zanim ktokolwiek pomyśli o wykorzystaniu takiej techniki w praktyce. Kolejny obszar to ryzyko nierówności: zaawansowane technologie rozrodcze zwykle są bardzo drogie i początkowo dostępne tylko dla nielicznych.

Dla laików kluczowe jest zrozumienie różnicy między tym podejściem a klonowaniem. W klonowaniu chcemy stworzyć organizm identyczny genetycznie z dawcą. W obecnym badaniu celem nie było kopiowanie człowieka, ale wytworzenie komórki podobnej do komórki jajowej, która dopiero po połączeniu z plemnikiem stworzyłaby unikalne połączenie genów. To nadal „klasyczne” rozmnażanie płciowe, tylko z innym sposobem uzyskania gamety.

Dla osób zmagających się z niepłodnością takie informacje mogą wydawać się albo fascynujące, albo przytłaczające. W praktyce najrozsądniejsze jest traktowanie ich jako sygnału, że medycyna rozrodu szuka nowych dróg. Dzisiejsze raporty z laboratoriów nie zmieniają jeszcze metod leczenia w klinikach, ale już teraz kształtują rozmowę lekarzy, prawników i pacjentów o tym, czym może stać się rodzicielstwo w kolejnych dekadach.