Czy pary jednopłciowe będą mogły mieć kiedyś biologiczne dzieci? Nie jest to wykluczone. Taką szansę dają im badania prowadzone przez naukowców z japońskiego Uniwersytetu Kiusiu.
Tamtejszym genetykom i embriologom pracującym pod kierunkiem prof. Katsuhiko Hayashi udało się wyhodować z komórek mysich samców komórki jajowe. Następnie zostały one zapłodnione. Po udanej ciąży na świat przyszły myszy, mające, z genetycznego punktu widzenia, dwóch ojców.
O rezultatach badań poinformowano wczoraj na Trzecim Międzynarodowym Szczycie Edycji Ludzkiego Genomu (Third International Summit on Human Genome Editing) odbywającym się w Instytucie Francisa Cricka w Londynie.
Samce myszy miały własne, zdrowe potomstwo
Nie jest to pierwszy przypadek, gdy na świat przyszły myszy mające dwóch biologicznych ojców. W październiku 2018 r. naukowcy z Chińskiej Akademii Nauk ogłosili w czasopiśmie „Cell Stem Cell” artykuł, w którym opisali wieloetapowy proces, w rezultacie którego udało im się wyhodować myszy posiadające DNA dwóch samców. Jednak tamte zwierzęta żyły zaledwie kilka dni.
Tym razem japońscy naukowcy osiągnęli znacznie lepszy rezultat. Na świat przyszło siedem mysich niemowląt. Były zdrowe, ich długość życia była typowa dla gatunku, a gdy dorosły, miały własne potomstwo. – Wyglądały normalnie, rozwijały się normalnie, zostały ojcami – mówi Hayashi dla „The Guardian”.
Najtrudniejsza część eksperymentu
W jaki sposób wyhodowano myszy? Pierwszym krokiem było pobranie komórek skóry od mysich samców. Każda miała dwa chromosomy płciowe: X i Y. Wyzwaniem było takie ich przekształcenie, by powstała z nich komórka jajowa, mająca wyłącznie chromosomy X.
Naukowcy dokonali tego w toku skomplikowanej procedury. Wpierw przeprogramowali komórki tak, że zamieniły się w tzw. indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste. Następnie usunęli z nich chromosomy Y. Zastąpiły je chromosomy X „pożyczone” z innych komórek mysich samców. Tak powstała komórka macierzysta z dwoma chromosomami X. To była najtrudniejsza część eksperymentu.
W kolejnym kroku tak przygotowane komórki macierzyste zostały umieszczone w organoidzie jajnikowym. Czyli w specjalnie wyhodowanej kulturze komórek, która odtwarzała warunki panujące wewnątrz mysiego jajnika. Komórki dojrzały i zostały zapłodnione zwykłą spermą. Naukowcy uzyskali sześćset embrionów, które następnie wszczepili mysim surogatkom.
Czy taką procedurę można zastosować u ludzi?
Z tych sześciuset embrionów urodziło się zaledwie siedem myszy. Skuteczność metody nie była więc wysoka. Wynosiła tylko nieco powyżej 1 proc. To o wiele mniej, niż gdy zapładnia się zwykłe komórki jajowe myszy, pochodzące od samic. W takim przypadku zdrowe potomstwo przychodzi na świat w około 5 proc. przypadków.
Mimo to prof. Katsuhiko Hayashi jest optymistą. Podczas konferencji, na której przedstawił swoje badania, powiedział, iż jego zdaniem wyhodowanie ludzkiej komórki jajowej z komórek skóry mężczyzny będzie możliwe w ciągu dziesięciu lat.
Inni naukowcy byli znacznie ostrożniejsi. Przypominali, że ciągle jeszcze nie udało się wyhodować ludzkiej komórki jajowej z komórek żeńskich. Co więcej, wykorzystanie techniki Hayashiego w przypadku komórek ludzkich może okazać się problematyczne. Uzyskanie z nich dojrzałych gamet jest o wiele trudniejsze niż z komórek mysich.
– Nadal nie rozumiemy wystarczająco unikatowej biologii ludzkiej gametogenezy [czyli powstawania i rozwijania się komórek rozrodczych – przyp. red.], by powtórzyć eksperymenty Hayashiego, prowadzone na myszach – zauważył prof. Goerge Dalley, dziekan Harvard Medical School.
Przyszłe badania nad niepłodnością
Co skłoniło naukowców do wymiany chromosomów wewnątrz komórek macierzystych i rozwijania z nich komórek jajowych? Chęć pomocy osobom zmagającym się najcięższymi formami niepłodności – wyjaśniał prof. Hayashi. Takim jak kobiety z zespołem Turnera, czyli częściowym lub całkowitym brakiem jednego z chromosomów X w komórkach organizmu. Skutkuje on często niemożliwością posiadania potomstwa.
Technologia ta mogłaby również pomóc parom jednopłciowym zostać rodzicami. Hayashi powiedział, że osobiście popierałby takie wykorzystanie opracowywanej przez niego technologii. Pod warunkiem, że okaże się bezpieczna również w przypadku ludzkich komórek. A to okaże się dopiero w przyszłości.
Źródła: Guardian, Cell Stem Cell, ScienceNews.
