Naukowcy stworzyli ludzki komórkowy jajnik ze skóry. Medycyna płodności może się zmienić

Laboratorium zamiast jajników? Naukowcy pokazali, że z ludzkiej komórki skóry można stworzyć komórkę jajową zdolną do zapłodnienia.

Eksperyment, który przeprowadzono na amerykańskiej uczelni medycznej, otwiera zupełnie nową ścieżkę w leczeniu niepłodności. Badacze mówią o przełomie technicznym, ale jednocześnie przyznają, że do wykorzystania tej metody w klinikach droga jest bardzo długa i pełna znaków zapytania.

Skąd pomysł na komórkę jajową ze skóry

Dla wielu osób marzenie o biologicznym dziecku kończy się w gabinecie lekarza informacją: „nie ma już własnych komórek rozrodczych”. Dotyczy to kobiet po chemioterapii, pacjentek z przedwczesną niewydolnością jajników, par jednopłciowych, a także osób, u których standardowa metoda in vitro nie wchodzi w grę.

Zespół z Oregon Health & Science University postanowił sprawdzić, czy da się ten mur obejść, wykorzystując coś, co każdy z nas ma w ogromnych ilościach – komórki skóry. W założeniu wystarczyłby wymaz lub niewielki fragment naskórka, aby stworzyć komórkę jajową genetycznie związaną z daną osobą.

Badacze po raz pierwszy wygenerowali ludzkie komórki jajowe zdolne do zapłodnienia, korzystając z materiału genetycznego obecnego w zwykłej komórce skóry.

Jak powstaje sztuczna komórka jajowa

Technika znana z owcy Dolly w nowej roli

Podstawą eksperymentu jest transfer jądra komórkowego z komórek somatycznych, czyli technika, która dekady temu posłużyła do klonowania owcy Dolly. Badacze pobierają komórkę skóry i wyciągają z niej jądro zawierające komplet 46 chromosomów danej osoby.

Następnie umieszczają to jądro w komórce jajowej od dawczyni, z której wcześniej usunięto własne jądro. Powstaje obca „skorupa” komórki jajowej z DNA osoby, od której pochodziła skóra. Problem w tym, że prawidłowa ludzka komórka jajowa powinna mieć tylko 23 chromosomy, czyli połowę zestawu genetycznego.

Mitomejoza – sztuczna próba naśladowania natury

Aby rozwiązać ten kłopot, zespół opracował procedurę o nazwie mitomejoza. To sztucznie wywołany proces, który ma zmusić komórkę do zachowania się tak, jak podczas naturalnego dojrzewania komórek rozrodczych, kiedy dzielą się one w specjalny sposób i redukują liczbę chromosomów.

W skrócie wygląda to tak:

• do komórki wprowadza się związek o nazwie roskowityna, który blokuje wybrane enzymy sterujące podziałami komórkowymi,
• następnie stosuje się impuls elektryczny (elektroporację), który chwilowo „rozszczelnia” błonę komórkową i pozwala na wejście odpowiednich cząsteczek,
• cały układ zostaje popchnięty w kierunku podziału przypominającego mejozę, czyli proces właściwy komórkom rozrodczym.

Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, komórka wyrzuca połowę materiału genetycznego, pozostawiając 23 chromosomy. Wtedy można wstrzyknąć plemnik metodą ICSI, tak jak w standardowej procedurze in vitro.

Celem metody nie jest klonowanie, lecz stworzenie komórki jajowej, która niesie geny konkretnej osoby, choć powstała z komórki skóry, a nie z jajnika.

Co udało się osiągnąć w laboratorium

Naukowcy wygenerowali 82 sztuczne komórki jajowe z komórek skóry. Zostały one zapłodnione i obserwowane przez kilka dni, jak w typowym protokole in vitro. Tylko niewielka część z nich dotarła do stadium blastocysty, czyli kilkudniowego zarodka, który w praktyce klinicznej bywa przenoszony do macicy.

Według danych z publikacji jedynie około 9 procent zarodków doszło do tego etapu. Co ciekawe, w naturze odsetek udanych rozwojów do blastocysty też nie jest wysoki, szacowany na około 30–40 procent. Sama skuteczność na pierwszym etapie nie wypada więc dramatycznie.

Prawdziwy problem pojawił się przy analizie chromosomów. We wszystkich zarodkach zauważono chaotyczny podział materiału genetycznego. To znaczy, że część chromosomów trafiła nie tam, gdzie trzeba, a liczba kopii poszczególnych par była zaburzona. Powstały zarodki nazywane aneuploidalnymi, w praktyce niezdolne do dalszego rozwoju.

Bez kompletnego i prawidłowo ułożonego zestawu 23 chromosomów od „matki” i 23 od „ojca” zarodek nie ma szans rozwinąć się w zdrowe dziecko.

Badacze przyznają, że na razie nie potrafią wystarczająco dokładnie kontrolować sposobu, w jaki chromosomy ustawiają się i rozchodzą podczas sztucznie wywołanej mitomejozy. Pracują nad lepszym zrozumieniem tych procesów, aby ograniczyć liczbę błędów.

Komu kiedyś mogłaby pomóc taka technika

Szansa dla osób bez własnych komórek jajowych

Jeśli metoda zostałaby dopracowana, mogłaby stać się nową opcją dla osób, które dziś mają do wyboru tylko dawstwo komórek jajowych lub rezygnację z biologicznego rodzicielstwa. Dotyczy to przede wszystkim:

• kobiet, których jajniki przestały produkować komórki jajowe z powodu wieku,
• pacjentek po agresywnym leczeniu onkologicznym,
• osób z uwarunkowaniami genetycznymi niszczącymi rezerwę jajnikową.

W takich sytuacjach lekarze najczęściej proponują komórki od dawczyni. Dziecko nie ma wtedy materiału genetycznego od kobiety, która je urodzi. Nowa technika mogłaby przywrócić tę więź – z jej skóry powstałaby komórka jajowa, która po połączeniu z plemnikiem dałaby zarodek z jej genami.

Biologiczne rodzicielstwo dla par jednopłciowych

W teorii to podejście można zastosować także u mężczyzn. Z ich skóry da się stworzyć komórkę jajową, a z nasienia – plemniki. To oznaczałoby możliwość posiadania potomstwa, które ma materiał genetyczny od obu mężczyzn z pary. Taki scenariusz wymagałby matki zastępczej, ale z punktu widzenia biologii byłby zupełnie nowym modelem rodzinnej więzi genetycznej.

Naukowcy przyznają, że w tym obszarze pojawiają się dodatkowe wyzwania, choćby związane z tzw. piętnowaniem genomowym, czyli odmiennym sposobem działania genów pochodzących od biologicznej matki i biologicznego ojca. Próba zastąpienia jednego typu komórki drugim może zakłócić delikatną równowagę niektórych fragmentów DNA.

Granice, które trzeba ustalić, zanim trafi to do klinik

Luki w prawie i obawy etyczne

Przekształcanie komórki skóry w komórkę jajową wywraca do góry nogami tradycyjne rozróżnienie między komórkami rozrodczymi a zwykłymi komórkami ciała. Bioetycy zwracają uwagę, że obecne przepisy w wielu krajach nie przewidują takiej sytuacji. W części jurysdykcji stworzenie zarodka z komórki skóry mogłoby zostać uznane za naruszenie prawa, zależnie od tego, jak sformułowane są przepisy dotyczące eksperymentów na zarodkach.

Eksperci od etyki medycznej podkreślają, że potrzebne będą jasne zasady, kto i w jakim celu może korzystać z tej technologii. W grę wchodzą pytania o zgodę dawcy komórki skóry, ochronę danych genetycznych czy ryzyko nadużyć, na przykład tworzenia zarodków bez wiedzy osoby, od której pochodzi materiał.

Badacze wzywają do zbudowania przejrzystego systemu nadzoru, aby społeczeństwo miało zaufanie, że ta technologia nie wymknie się spod kontroli.

Bezpieczeństwo przyszłych dzieci na pierwszym planie

Największa obawa dotyczy zdrowia potencjalnych dzieci, które mogłyby kiedyś przyjść na świat dzięki takim komórkom jajowym. Obecnie wszystkie zarodki w badaniu miały poważne zaburzenia chromosomalne, co już samo w sobie uniemożliwia implantację. Nie wiadomo też, jakie subtelne zmiany mogłaby wprowadzać manipulacja epigenetyczna, czyli sposób „włączania” i „wyłączania” genów w trakcie przerabiania komórki skóry na komórkę jajową.

Z tego powodu zespół badawczy wyklucza szybkie przejście do testów klinicznych. Mówi się o co najmniej dziesięciu latach samych badań laboratoryjnych i badań na modelach zwierzęcych, zanim ktokolwiek odważy się nawet rozważyć zastosowanie tej procedury u ludzi poza eksperymentem naukowym.

Co ta praca mówi o przyszłości medycyny reprodukcyjnej

Choć metoda jest jeszcze daleka od praktycznego wykorzystania, sama możliwość wytworzenia funkcjonalnie wyglądającej komórki jajowej ze skóry przesuwa granice wyobraźni lekarzy i pacjentów. W połączeniu z innymi kierunkami badań, jak tworzenie komórek jajowych z komórek macierzystych czy ulepszanie diagnostyki zarodków, rysuje się obraz bardzo elastycznego podejścia do biologicznego rodzicielstwa.

Warto jednocześnie pamiętać, że inżynieria rozrodu nie usunie wszystkich problemów z płodnością. Ciąża zawsze będzie obciążeniem dla organizmu, a geny to tylko część historii dziecka. Kolejne pokolenia będą mierzyć się nie tylko z nowymi możliwościami, ale też z dylematami, jak opowiadać dzieciom o ich pochodzeniu i jakie znaczenie ma więź genetyczna w porównaniu z codziennym rodzicielstwem.