Naukowcy stworzyli ludzki komórki jajowe ze skóry. Rewolucja czy igranie z granicami natury?

Biolodzy z USA po raz pierwszy uzyskali ludzką komórkę jajową z komórki skóry, otwierając drogę do zupełnie nowych metod leczenia niepłodności.

Eksperyment przeprowadzony w Oregon Health & Science University wywołuje jednocześnie ogromne nadzieje i spore obawy. Dla części osób pozbawionych szans na dziecko biologicznie z nimi spokrewnione brzmi jak spełnienie marzeń. Dla innych jak bardzo ryzykowna zabawa przy samych fundamentach ludzkiej reprodukcji.

Komórka jajowa ze skóry: co tak naprawdę zrobili naukowcy

Zespół z Oregonu opisał w prestiżowym czasopiśmie Nature Communications, jak udało mu się w warunkach laboratoryjnych wytworzyć ludzkie komórki jajowe z komórek skóry dorosłych osób. Nie chodzi o proste „sklonowanie” człowieka, tylko o stworzenie komórki jajowej powiązanej genetycznie z konkretnym dawcą.

Zwykła komórka skóry została przeprogramowana w komórkę jajową zdolną do zapłodnienia, choć na razie z poważnymi błędami genetycznymi, które uniemożliwiają narodziny zdrowego dziecka.

Podstawą eksperymentu był tzw. transfer jądra komórki somatycznej (SCNT), technika znana m.in. z historii owcy Dolly. Badacze wykonali kilka precyzyjnych kroków:

• pobrali zwykłą komórkę skóry od dorosłej osoby,
• wyciągnęli z niej jądro z pełnym materiałem genetycznym (46 chromosomów),
• wszczepili to jądro do wcześniej „opróżnionej” komórki jajowej dawczyni, pozbawionej własnego jądra,
• otrzymali komórkę, która zachowywała się jak komórka jajowa, ale nadal miała 46 chromosomów zamiast 23.

Żeby taka komórka mogła zostać zapłodniona, musi stać się tzw. haploidalna, czyli zawierać połowę garnituru chromosomowego. W normalnym jajniku odpowiada za to proces mejozy, bardzo złożonego podziału komórki rozrodczej. W laboratorium trzeba było ten proces w pewnym sensie „udawać”.

Mitomeiosis: wymuszona „udawana” mejoza

Badacze opracowali własną procedurę, którą nazwali mitomeiosis – połączenie cech zwykłego podziału komórkowego (mitozy) i mejozy. W uproszczeniu: zmusili komórkę z 46 chromosomami, by pozbyła się połowy z nich i upodobniła do naturalnej komórki jajowej.

Jak to osiągnęli w praktyce? Zastosowali dwa narzędzia:

Dzięki tej kombinacji komórka zaczęła zachowywać się jak komórka jajowa przygotowująca się do zapłodnienia. Po zabiegu naukowcy użyli dobrze znanej z klinik in vitro metody ICSI, czyli wstrzyknięcia pojedynczego plemnika bezpośrednio do wnętrza komórki jajowej.

Celem nie było sklonowanie osoby, lecz uzyskanie komórki jajowej niosącej materiał genetyczny konkretnego pacjenta, który w normalnych warunkach nie może wytworzyć własnych komórek jajowych.

Na ile to działa: liczby studzą emocje

Eksperyment wzbudził ogromne emocje, bo sama koncepcja brzmi jak zapowiedź medycznej rewolucji. Dane z laboratorium są jednak dużo bardziej ostrożne. Udało się wygenerować 82 sztuczne komórki jajowe. Co dalej?

• tylko około 9 procent z nich rozwinęło się po zapłodnieniu do stadium blastocysty, czyli kilku dni rozwoju,
• każdy z uzyskanych embrionów miał poważne zaburzenia w liczbie i ułożeniu chromosomów,
• taki materiał biologiczny absolutnie nie nadaje się do implantacji w macicy.

Błąd dotyczył tzw. segregacji chromosomów. W prawidłowej komórce jajowej połowa materiału genetycznego trafia do ciałek kierunkowych i jest „wyrzucana”, a w samej komórce zostaje dokładnie 23 chromosomy. W przypadku sztucznych komórek ten podział był chaotyczny – część chromosomów lądowała nie tam, gdzie trzeba, brakowało też typowej dla mejozy wymiany fragmentów między parami chromosomów.

Wszystkie powstałe embriony były aneuploidalne, czyli miały niewłaściwą liczbę chromosomów. To praktycznie przekreśla ich szansę na dalszy rozwój i uniemożliwia narodziny zdrowego dziecka.

Dla porównania, nawet w naturze tylko 30–40 procent ludzkich zarodków dociera do podobnego etapu rozwoju co w eksperymencie. Wynik z Oregonu nie jest więc szokująco niski, ale pokazuje, że obecna technika wciąż ma mnóstwo słabych punktów i nie nadaje się do użycia w klinikach.

Komu taka technologia mogłaby kiedyś pomóc

Jeśli zespół zdoła w kolejnych latach opanować kontrolę nad podziałem chromosomów, zakres potencjalnych zastosowań będzie bardzo szeroki. Chodzi głównie o osoby, dla których dzisiejsza procedura in vitro nie daje realnych szans na biologiczne potomstwo.

Kobiety bez własnych komórek jajowych

Najbardziej oczywista grupa to kobiety, których jajniki przestały produkować komórki jajowe. Zdarza się to m.in. po intensywnym leczeniu onkologicznym, przy niektórych chorobach genetycznych albo po prostu wraz z wiekiem, gdy rezerwa jajnikowa się wyczerpuje.

Dziś jedyną drogą dla takich pacjentek są komórki jajowe dawczyń. Dziecko nie ma wtedy z nimi pokrewieństwa genetycznego. Gdyby udało się bezpiecznie stosować technikę ze skóry, lekarze mogliby:

• pobrać niewielki fragment skóry od pacjentki,
• wytworzyć z tych komórek komórki jajowe,
• zapłodnić je nasieniem partnera lub dawcy,
• wprowadzić zarodek do macicy pacjentki.

W takim scenariuszu dziecko miałoby DNA obojga rodziców, jak przy „zwykłej” ciąży.

Potencjalna szansa dla par jednopłciowych

Naukowcy snują również bardziej odległą perspektywę: użycie komórek skóry mężczyzny do stworzenia komórki jajowej, którą następnie zapładnia się nasieniem jego partnera. W efekcie dwóch mężczyzn miałoby wspólne biologiczne dziecko, przy udziale surogatki.

Taki scenariusz wywołuje ogromne poruszenie, bo dotyka bardzo wrażliwych tematów: definicji rodzicielstwa, roli płci w przekazywaniu materiału genetycznego czy relacji prawa rodzinnego z biotechnologią. Dodatkowo dochodzi tu kwestia tzw. imprintingu genomowego, czyli różnic w tym, jak „zachowują się” geny pochodzące od matki i od ojca. Tego rodzaju niuanse biologiczne mogą sprawić, że technicznie poprawne połączenie dwóch męskich genomów okaże się dużo trudniejsze, niż się dziś wydaje.

Ryzyka, wątpliwości i pytania, na które nikt jeszcze nie zna odpowiedzi

Eksperyment z Oregonu nie trafi na sale klinik leczenia niepłodności przez wiele lat, jeśli w ogóle do tego dojdzie. Zespół badawczy sam podkreśla, że mowa o minimum dekadzie intensywnych badań, zanim ktokolwiek zacznie poważnie rozważać próbne zastosowania u pacjentów.

Lista znaków zapytania jest bardzo długa:

• jak wyeliminować aneuploidię, czyli błędną liczbę chromosomów w tworzonych komórkach jajowych,
• czy da się w laboratorium odtworzyć subtelne procesy wymiany fragmentów między chromosomami, typowe dla naturalnej mejozy,
• na ile stabilnie zachowuje się tzw. epigenom, czyli układ „znaczników” regulujących aktywność genów,
• jak chronić przyszłe dzieci przed długofalowymi, trudnymi do przewidzenia skutkami tak daleko idącej manipulacji.

Brak naturalnej rekombinacji genetycznej i częste błędy chromosomowe to w tej chwili główne bariery bezpieczeństwa. Bez ich opanowania technologia pozostanie wyłącznie w laboratorium.

Granice biologii, granice prawa, granice etyki

Przekształcanie dowolnych komórek ciała w komórki rozrodcze wymusza także całkowicie nowe podejście regulacyjne. Bioetycy zwracają uwagę, że prawo w wielu krajach nie nadąża za takimi pomysłami. W niektórych jurysdykcjach samo stworzenie zarodka z komórki skóry może być traktowane jako złamanie obowiązujących przepisów, nawet jeśli nikt nie planuje ciąży.

Pojawia się też kwestia zgody dawcy. Jeśli w przyszłości z fragmentu skóry dałoby się praktycznie wytworzyć gamety, ustawodawcy będą musieli bardzo jasno określić, kto i w jakich warunkach może w ogóle przetwarzać taki materiał. Prawdopodobnie potrzebne będą dużo bardziej rygorystyczne przepisy dotyczące przechowywania tkanek i danych genetycznych.

Do tego dochodzi debata o tym, jak społeczeństwo rozumie pokrewieństwo. Rodzicielstwo genetyczne dwóch osób tej samej płci, potencjalna możliwość „odtworzenia” komórek jajowych z materiału genetycznego dawno zmarłej osoby, czy nawet masowe tworzenie zarodków do badań – każde z tych zagadnień może wywołać zupełnie inne emocje i polityczne spory w różnych krajach.

Co ta praca realnie zmienia już dziś

Mimo licznych ograniczeń technicznych badanie z Oregonu ma bardzo konkretne skutki już teraz. Pokazuje, że przekształcenie zwykłej komórki ciała w ludzką komórkę jajową nie jest już tylko teoretycznym rozważaniem. To namacalny proces, który można krok po kroku prześledzić, zmierzyć, poprawiać.

Dla specjalistów od leczenia niepłodności oznacza to nowy kierunek prac, który może się łączyć z innymi trendami: wykorzystaniem komórek macierzystych, lepszym zrozumieniem dojrzewania komórek jajowych czy personalizacją procedur in vitro. Prawdopodobne jest też, że część elementów opracowanej procedury – na przykład sposoby kontrolowania podziału chromosomów – znajdzie zastosowanie w diagnostyce i ocenie jakości zarodków w już istniejących terapiach.

Dla pacjentów i pacjentek ta historia ma inny wymiar. Pokazuje, że medycyna rozrodu coraz częściej podważa rzeczy, które przez dziesięciolecia wydawały się nieprzekraczalne. Z jednej strony daje nadzieję tym, którzy dziś słyszą od lekarzy, że nie mają żadnych szans na biologiczne dziecko. Z drugiej zmusza do krytycznych pytań: gdzie postawić granicę w sięganiu po zaawansowaną biotechnologię w imię spełnienia bardzo osobistego pragnienia posiadania potomstwa i kto powinien o tej granicy decydować.