Komórki jajowe z DNA z ludzkiej skóry zapłodnione w laboratorium

Embrya ludzkie zostały wyhodowane z komórek jajowych przy użyciu DNA skóry dorosłych – wyczyn ten był wcześniej osiągnięty u myszy. Może to w przyszłości umożliwić parom homoseksualnym lub kobietom z problemami płodności posiadanie dzieci będących biologicznie związanych z obydwoma rodzicami.

Naukowcy już wiedzą, jak reprodukować zwierzęta przez klonowanie. Polega to na zastąpieniu jądra komórkowego jajka, które jest wypełnione materiałem genetycznym, materiałem genetycznym komórki ciała, takiej jak komórka skóry. Ale oprócz ograniczeń prawnych dotyczących klonowania ludzi, wiele par chce mieć dzieci z mieszaniną swoich genów, co wymaga spermy i jajka, mówi Shoukhrat Mitalipov z Oregon Health and Science University.

Ominąć to jest trudno, ponieważ jajka i sperma są haploidalne, co oznacza, że niosą tylko jeden zestaw chromosomów zamiast zwykłych dwóch. Wyzwaniem jest więc przekształcenie pełnego zestawu chromosomów obecnego w komórkach takich jak komórki skóry – po wybraniu zdrowej mieszanki pierwotnych genów, tak jak to zwykle ma miejsce w naturze.

Dziewczynki rozwijają swoje jajka jeszcze w łonie matki, gdzie przodkowie komórek jajowych – początkowo zawierające 46 chromosomów – przechodzą zawiły proces duplikacji, łączenia i podziału, aby zmniejszyć liczbę do 23 chromosomów.

Mitalipov zastanawiał się, czy mógłby naśladować ten proces w swoim laboratorium, wykorzystując naturalne procesy chemiczne, które sprzyjają takiej podziale w dojrzałych komórkach jajowych człowieka, przed i podczas zapłodnienia.

Po osiągnięciu tego celu u myszy, on i jego koledzy przetestowali podejście w wczesnym etapie badania u ludzi. Najpierw usunięto jądra z setek jajek podarowanych przez zdrowe kobiety. Jajka te zostały zatrzymane w precyzyjnej fazie rozwoju związanej z podziałem chromosomów. Następnie jądra komórek skóry, zwanych fibroblastami, od zdrowej wolontariuszki zostały umieszczone w tych jajkach. Obrazy wykonane za pomocą mikroskopu pokazują chromosomy układające się na wrzecionach, strukturach wewnątrz komórek do rozdziału chromosomów.

Następnie zespół wstrzyknął nasienie od zdrowego dawcy, aby zapłodnić niektóre z jajek. Jest to podobne podejście do tego, które jest stosowane do tworzenia dzieci z użyciem mitochondrialnego DNA osoby trzeciej, co czasami ma na celu zmniejszenie ryzyka pewnych warunków genetycznych.

Ta iniekcja zazwyczaj powoduje, że jajo finalizuje swoje wybory chromosomów i eliminuje zdublowane DNA w przygotowaniu do otrzymania więcej od plemnika. Jednak w jajkach pochodzących ze skóry, ten proces zatrzymał się, a chromosomy się ułożyły, ale nigdy nie dokończyły rozdzielania. Następnie badacze spróbowali ponownie z nowym zestawem zapłodnionych jajek, tym razem używając impulsów elektrycznych, które pozwalały wniknąć wapniowi do jaja – symulując naturalny sygnał wywołany, gdy komórka plemnika styka się z zewnętrzną stroną jaja – oraz inkubując jajka z lekiem, który przestawia je z nieaktywnego stanu, w którym zwykle są przed zapłodnieniem.

W serii testów badacze osiągnęli jajka, które zredukowały swoją liczbę chromosomów, eliminując dodatkowe. Pod koniec eksperymentu 9 procent zapłodnionych jajek stało się blastocystami – kulą komórek, która tworzy się około piątego lub szóstego dnia po zapłodnieniu, co zwykle jest przesłane do macicy podczas procedury zapłodnienia in vitro. Badacze nie podejmowali próby takiego przeszczepu ani nie utrzymywali blastocyst poza sześcioma dniami.

Geny, które stanowiły pozostałe chromosomy, wydawały się szczególnie podatne na wady. „Uważam, że ta metoda jest obecnie zbyt niedojrzała, aby być brana pod uwagę do zastosowania klinicznego,” mówi Mitinori Saitou z Uniwersytetu Kioto w Japonii.

Katsuhiko Hayashi z Uniwersytetu w Osace w Japonii zgadza się, uważając metodę za „wysoce wyrafinowaną i dobrze zorganizowaną”, ale „zbyt nieefektywną i ryzykowną dla natychmiastowego zastosowania klinicznego”. Niemniej jednak Hayashi mówi, że zespół dokonał „znaczącego przełomu w podwojeniu genomu człowieka.” „Nowe technologie wynikną z tego osiągnięcia,” dodaje.

Mitalipov mówi, że krytyka jest uzasadniona, dodając, że jego zespół pracuje nad rozwiązaniem problemu wad. „Ostatecznym wnioskiem jest to, że jesteśmy jakby w połowie drogi, ale wciąż nie dokładnie tam, gdzie powinniśmy być,” mówi.