Experiment, který ještě nedávno patřil do sci-fi, se podařil
V americké laboratoři se podařilo něco, co donedávna existovalo pouze ve světě vědecké fantastiky. Výzkumníkům se podařilo geneticky přeprogramovat kousek kůže na buňku, která se chová podobně jako lidské vajíčko. Metoda je teprve v plenkách, ale do budoucna by mohla zásadně změnit léčbu neplodnosti i naše chápání rodičovství.
Co přesně vědci udělali
Za průlomem stojí tým z Oregon Health & Science University (OHSU). Vědci pracovali řadu let na způsobu, jak z kožní buňky vytvořit buňku podobnou vajíčku, která se alespoň krátkodobě chová jako skutečná pohlavní buňka.
Jádrem experimentu je technika, která existuje již delší dobu: přenos jádra somatické buňky (SCNT), tedy přemístění buněčného jádra z běžné tělesné buňky. Stejným základním postupem bylo v roce 1996 naklonováno ovce Dolly.
Výzkumníci použili DNA z kožní buňky jako genetický základ pro nově vytvořené umělé vajíčko.
Proces probíhal zhruba takto:
- z lidské kožní buňky vědci odebrali buněčné jádro obsahující veškerou DNA dárce
- toto jádro vložili do lidského vajíčka, z něhož bylo předem odstraněno původní jádro
- nová buňka tak obsahovala 46 chromozomů, zatímco přirozené vajíčko jich má 23
- dalším krokem donutili vědci buňku zbavit se poloviny chromozomů
- vzniklý „vajíčku podobný" typ buňky pak bylo možné oplodnit spermií
Tento dodatečný krok je nový a naprosto klíčový. Vědci pro něj vyvinuli postup, který pojmenovali mitomeiózou — jde o kombinaci mitózy (běžného buněčného dělení) a meiózy (dělení pohlavních buněk). Pomocí chemických látek, včetně přípravku roscovitine, a krátkého elektrického impulzu nasměrovali buňku k dělení připomínajícímu přirozené vznikaní vajíčka.
Od umělého vajíčka k prvnímu zárodku
Poté, co buňka odhodila polovinu chromozomů, měl tým k dispozici haploidní buňku s 23 chromozomy — stejně jako přirozené vajíčko. Tu pak bylo možné oplodnit spermií metodou ICSI, tedy formou IVF, při níž je jedna spermie vpravena přímo do vajíčka.
Výsledky ukazují, že princip funguje, ale také jak křehký celý proces stále je. Z 82 vytvořených umělých vajíček se jen v malé části vyvinulo embryo, které dosáhlo takzvané fáze blastocysty — tedy stadia, ve kterém se při klasickém IVF embryo vrací do dělohy.
Jenže právě tady nastal závažný problém. Všechna vzniklá embrya vykazovala závažné chromozomální chyby. Chromozomy se při umělém dělení nerozdělily správně, takže mnoho buněk mělo nesprávný počet chromozomů — tento jev se nazývá aneuploidie.
Kvůli chromozomálním chybám nemůže žádné z embryí vzniklých v tomto výzkumu vyrůst ve zdravé dítě.
Jednoduše řečeno: tým dokázal, že cesta od kožní buňky k oplodnitelné buňce existuje, ale výsledek zatím zdaleka není životaschopný.
Proč je tato chyba tak zásadní
Při přirozeném vzniku vajíček nedochází pouze k halvení počtu chromozomů, ale také ke složitému procesu genetické výměny mezi chromozomy. Tento jev se nazývá rekombinace a zajišťuje mimo jiné genetickou rozmanitost.
V laboratoři se rekombinaci zatím nedaří provést správně. Vznikají tak nestabilní chromozomální konfigurace, které téměř vždy vedou k neživotaschopnému embryu. Vědci přiznávají, že budou potřebovat roky, aby pochopili, jak tento proces bezpečně napodobit.
Nová naděje pro lidi toužící po dítěti
Pokud se technika jednou stane spolehlivou, mohla by otevřít cestu k biologicky příbuznému dítěti pro velké skupiny lidí, kteří dnes na stávající léčbu neplodnosti nedosáhnou.
Možné budoucí využití zahrnuje například:
- ženy bez funkčních vaječníků — například po chemoterapii nebo s předčasnou menopauzou
- ženy ve vyšším věku, jejichž zásoba vajíček je vyčerpána
- lidé, kteří nemají uložená vajíčka ani spermie, ale mají k dispozici tělesné buňky jako kůže
- mužské páry, které by teoreticky chtěly být oba geneticky spřízněni se stejným dítětem
V nejodvážnějším scénáři by lékař v budoucnu mohl odebrat kousek kůže, geneticky z něj vytvořit vajíčko a to oplodnit spermiemi partnera nebo dárce. Žena, která již vlastní vajíčka neprodukuje, by tak mohla mít dítě se svou vlastní DNA.
Mohli by dva muži společně získat genetické dítě?
Vědci již delší dobu spekulují o možnosti, že dva muži spolu dostanou biologicky příbuzné dítě. Teoreticky by to mohlo fungovat takto:
| Krok | Co se děje? |
|---|---|
| 1 | kožní buňka jednoho z mužských partnerů je přeměněna na vajíčku podobnou buňku |
| 2 | druhý partner poskytne spermie k oplodnění |
| 3 | vzniklé embryo je umístěno do náhradní matky |
| 4 | oba muži tak sdílejí genetické rodičovství |
Přesto jde stále o vzdálenou budoucnost. Lidský genom nese takzvané rodičovsky závislé „otisky" — genomický imprinting — který se liší mezi vajíčky a spermiemi. Se dvěma sadami mužských „otisků" existuje vysoké riziko závažných vývojových poruch. Vědci tento mechanismus zatím nerozumí dostatečně, aby jej dokázali bezpečně řídit.
Etika: od kůže k miminku — jak daleko chceme jít?
Krok od kožní buňky k potenciálnímu embryu zpochybňuje vše, co dnes v reprodukční medicíně považujeme za samozřejmé. V různých zemích si právníci již lámou hlavu s tím, jak tuto techniku právně uchopit.
Jednoduchá kožní biopsie by teoreticky mohla poskytnout zárodečnou buňku, z níž nakonec vznikne člověk. Tím se stírá hranice mezi běžnými tělesnými buňkami a pohlavními buňkami. Kdo smí takovou buňku použít a za jakým účelem? Jak se bude řešit souhlas? A kdo je právně rodičem, pokud se kombinuje genetický materiál více osob?
Tato technologie nutí celou společnost znovu promyslet, co přesně znamená pojem „biologický rodič".
Hrozí také riziko zneužití. Pokud by jednou bylo možné vytvořit vajíčko nebo spermii z každého kousku kůže, vyvstává otázka, jak zabránit tomu, aby bylo čí DNA použito bez souhlasu. Stačí si představit vlasy zapomenuté v hotelovém pokoji nebo kožní buňky odebrané při lékářském zákroku.
Bezpečnost je zatím daleko před praktickým využitím
Vědci zdůrazňují, že nikdo tuto metodu v její současné podobě nechce zavádět do klinik léčby neplodnosti. Riziko závažného genetického poškození je příliš velké. Prakticky všechna umělá embrya z tohoto experimentu vykazovala těžké chromozomální abnormality.
Velkou neznámou zůstává také epigenetika — chemické „vypínače a zapínače" na DNA. Při přeprogramování kožních buněk mohou vznikat drobné chyby, které se projeví až mnohem později, například při vývoji mozku nebo imunitního systému dítěte.
Co to může znamenat pro budoucnost medicíny
Navzdory všem rizikům vidí mnozí odborníci tuto studii jako důležitý milník. Ne proto, že by se zítra začaly rodit děti z kožních buněk, ale proto, že ukazuje, jak blízko se technicky dostáváme.
V nadcházejících letech budou výzkumné týmy pravděpodobně pracovat na:
- lepší kontrole rozdělení chromozomů během umělého dělení
- laboratorních modelech pro testování dlouhodobých důsledků takových buněk
- jasnějších pravidlech a etických rámcích, než se klinické využití dostane do hry
- alternativních aplikacích, jako je studium dědičných nemocí na umělých embryích bez jejich implantace
Pro pacienty by to nakonec mohlo znamenat více individualizovaných řešení. Například mladí dospělí s rakovinou, kteří nemají čas před chemoterapií zmrazit vajíčka nebo spermie — pokud by z uložených kožních buněk bylo možné pohlavní buňky vytvořit dodatečně, jejich vyhlídky by se zásadně změnily.
Pro pochopení těchto změn je užitečné mít jasno v několika pojmech. Chromozomy jsou „knihovnou" našeho dědičného materiálu a každá chybně uložená kniha může mít dalekosáhlé následky. Meióza je mimořádně přesné dělení, kterým vajíčka a spermie přirozeně snižují počet chromozomů na polovinu. Dokud tyto procesy v laboratoři nebudou probíhat alespoň stejně přesně jako v těle, zůstane krok k reálnému těhotenství morálně i medicínsky nedosažitelný.
Přesto tento výzkum ukazuje, jak rychle se hranice posunuje. IVF bylo v osmdesátých letech kontroverzní a experimentální — dnes jde o rutinní léčbu. Je reálné, že za několik desetiletí bude něco podobného platit i pro umělé pohlavní buňky, pokud věda, legislativa a společnost dokážou držet krok jedna s druhou.
