Αυγά ανθρώπινων κυττάρων γονιμοποιημένα στο εργαστήριο με DNA από ανθρώπινο δέρμα

Ανθρώπινα έμβρυα έχουν αναπτυχθεί από αυγά που έλαβαν το DNA ενηλίκων κυττάρων δέρματος – μία επίτευξη που είχε προηγουμένως επιτευχθεί σε ποντίκια. Αυτό θα μπορούσε μια ημέρα να παρέχει ένα τρόπο για ομόφυλα ζευγάρια ή γυναίκες με προβλήματα γονιμότητας να έχουν παιδιά που είναι βιολογικά σχετικά με τους γονείς τους.

Οι επιστήμονες γνωρίζουν ήδη πώς να αναπαράγουν ζώα μέσω κλωνοποίησης. Αυτό συμπεριλαμβάνει την αντικατάσταση του πυρήνα ενός αυγού, ο οποίος είναι γεμάτος με γενετικό υλικό, με αυτό ενός κυττάρου του σώματος, όπως ένα κυτταροδερματικό. Αλλά εκτός από νομικές περιορισμούς σχετικά με την ανθρώπινη κλωνοποίηση, πολλά ζευγάρια θέλουν μωρά με μία μείξη και των δύο γονιδίων τους, κάτι που απαιτεί σπέρμα και ένα αυγό, λέει ο Shoukhrat Mitalipov από το Πανεπιστήμιο Υγείας και Επιστήμης του Όρεγκον.

Η παράκαμψη αυτού είναι δύσκολη διότι τα αυγά και το σπέρμα είναι χαπλοειδή, σημαίνοντας ότι φέρουν μόνο ένα σετ από χρωμοσώματα αντί του συνήθους δύο. Η πρόκληση, λοιπόν, είναι η μείωση του πλήρους σετ χρωμοσωμάτων που παρατηρούνται σε κύτταρα όπως τα δερματικά κύτταρα – μετά την επιλογή μιας υγιούς μείξης των αρχικών γονιδίων, όπως συνήθως συμβαίνει στη φύση.

Τα κορίτσια αναπτύσσουν όλα τα αυγά τους ενώ είναι ακόμα στην κοιλιά, όπου οι προγονείς των κυττάρων αυγών – τα οποία αρχικά περιέχουν 46 χρωμοσώματα – περνούν μέσα από μια πολύπλοκη διαδικασία διπλασιασμού, συγχώνευσης και διαίρεσης για να μειώσουν τα 23 χρωμοσώματα.

Ο Mitalipov αναρωτήθηκε αν μπορούσε να μιμηθεί αυτή τη διαδικασία στο εργαστήριό του εκμεταλλευόμενος φυσικές χημικές διαδικασίες που ευνοούν τέτοια διαίρεση σε ώριμα ανθρώπινα αυγά, πριν και κατά τη γονιμοποίηση.

Αφού το πέτυχε σε ποντίκια, αυτός και οι συνάδελφοί του έχουν τώρα δοκιμάσει την προσέγγιση σε μια πρώιμη δοκιμή σε ανθρώπους. Αρχικά, αφαίρεσαν τους πυρήνες από εκατοντάδες αυγά που δόθηκαν από υγιείς γυναίκες. Αυτά τα αυγά είχαν σταματήσει σε μια ακριβή φάση στην ανάπτυξή τους που σχετίζεται με τη διαίρεση των χρωμοσωμάτων. Στη συνέχεια, οι πυρήνες των δερματικών κυττάρων που ονομάζονται ινοβλάστες από μια υγιή γυναίκα εθελόντρια τοποθετήθηκαν σε αυτά τα αυγά. Εικόνες που λήφθηκαν μέσω μικροσκοπίου δείχνουν τα χρωμοσώματα να ευθυγραμμίζονται σε σπάδικες, κατασκευές μέσα στα κύτταρα για τη διαχωριστική διεύθυνση των χρωμοσωμάτων.

Στη συνέχεια, η ομάδα έγχυσε σπέρμα από έναν υγιή δότη για να γονιμοποιήσει μερικά από τα αυγά. Αυτή είναι μια παρόμοια προσέγγιση με αυτή που χρησιμοποιείται για να δημιουργηθούν μωρά χρησιμοποιώντας το μιτοχονδριακό DNA ενός τρίτου ατόμου, το οποίο γίνεται μερικές φορές για να μειωθεί ο κίνδυνος ορισμένων γενετικών καταστάσεων.

Αυτή η έγχυση κανονικά επικαλείται ένα αυγό να ολοκληρώσει την επιλογή των χρωμοσωμάτων του και να εξαλείψει το διπλό DNA σε προετοιμασία για να λάβει περισσότερα από το σπέρμα. Αλλά στα αυγά προερχόμενα από δέρμα, αυτή η διαδικασία στάθηκε, με τα χρωμοσώματα να ευθυγραμμίζονται αλλά ποτέ να μην ολοκληρώνουν τη διαίρεση. Έτσι, οι ερευνητές δοκίμασαν ξανά με ένα νέο σετ γονιμοποιημένων αυγών, αυτή τη φορά χρησιμοποιώντας ηλεκτρικούς παλμούς που επέτρεψαν στο ασβέστιο να εισέλθει στο αυγό – μιμούμενοι ένα φυσικό σήμα που προκαλείται όταν ένα σπερματοζωάριο επαφίεται στην εξωτερική επιφάνεια του αυγού – και εκκολάπτοντας τα αυγά με ένα φάρμακο που τα βγάζει από την ανενεργή κατάσταση στην οποία βρίσκονται συνήθως πριν τη γονιμοποίηση.

Κατά τη διάρκεια μιας σειράς δοκιμών, οι ερευνητές τελικά πέτυχαν αυγά που μείωσαν τον αριθμό των χρωμοσωμάτων, εξαλείφοντας τα επιπλέον. Μέχρι το τέλος του πειράματος, το 9 τοις εκατό των γονιμοποιημένων αυγών είχαν γίνει βλαστοκυστίδια – μια μπάλα κυττάρων που μορφώνεται περίπου πέντε ή έξι ημέρες μετά τη γονιμοποίηση, η οποία συνήθως είναι αυτή που μεταφέρεται στην μήτρα κατά την εξωσωματική γονιμοποίηση. Οι ερευνητές δεν επιχείρησαν τέτοια μεταφορά ή διατήρηση των βλαστοκυστιδίων μετά τις έξι ημέρες.

Αλλά η μείξη γονιδίων που αποτελούσε τα υπόλοιπα χρωμοσώματα φαίνεται ιδιαίτερα επιρρεπής σε ελαττώματα. «Νιώθω ότι αυτή η προσέγγιση είναι προς το παρόν πάρα πολύ ανώριμη για να θεωρηθεί για κλινική χρήση», λέει ο Mitinori Saitou στο Πανεπιστήμιο Κιότο στην Ιαπωνία.

Ο Katsuhiko Hayashi στο Πανεπιστήμιο Οσάκα στην Ιαπωνία συμφωνεί, θεωρώντας τη μέθοδο «υψηλά σύνθετη και καλά οργανωμένη» αλλά «πολύ αναποτελεσματική και επικίνδυνη για άμεση κλινική χρήση». Ωστόσο, ο Hayashi λέει ότι η ομάδα έχει κάνει «μια σημαντική ανακάλυψη στη μείωση του ανθρώπινου γονιδιώματος». «Νέες τεχνολογίες θα προκύψουν από αυτή την επίτευξη», λέει.

Ο Mitalipov λέει ότι οι κριτικές είναι δίκαιες, προσθέτοντας ότι η ομάδα του εργάζεται για να ξεπεράσει το πρόβλημα των ελαττωμάτων. «Η ουσία είναι πως είμαστε κάπως στα μισά, αλλά ακόμα όχι ακριβώς εκεί που πρέπει να είμαστε», λέει.

Πηγή: via