Frå hudcelle til befrukta egg – kva vitskapen nettopp har oppnådd
Biologar ved universitetet i Oregon har klart å omvandle ei hudcelle til eit modent egg som er i stand til befruktning. Det er førebels eit laboratorieeksperiment med mange avgrensingar, men det opnar heilt nye moglegheiter for behandling av infertilitet.
Tenk deg at ei lita hudprøve ville vere nok til å få eit barn med ditt eige genetiske materiale – sjølv om kroppen din ikkje er i stand til å produsere egg. Det er nøyaktig det scenariet dette gjennombrotet bringer eit steg nærare røyndomen.
Kven står bak forskinga, og kva publiserte dei?
Forskarar frå Oregon Health & Science University offentleggjorde resultata av eksperiment der dei med suksess skapte menneskelege oocyttar frå vanlege hudceller. Medan klassisk reproduksjonsmedisin arbeider med egg henta frå eggstokkane, tilbyr denne metoden eit alternativ for menneske som har mista eggreserven sin på grunn av kjemoterapi, strålebehandling eller medfødde defektar.
Den gradvise forbetringa av teknikkar for omprogrammering av celler viser at grensa mellom ulike vevstyppar ikkje er så fast som ein gong trudd. Ekspertar understrekar likevel at det framleis ventar mange år med testing og etiske overvegingar før metoden kan innførast i klinisk praksis.
Korleis blir eit hudstykke til eit egg klart for befruktning?
Heile prosessen startar med å fjerne kjernen frå ei hudcelle. Denne kjernen inneheld eit komplett sett med genetisk materiale – totalt 46 kromosomar. Forskarane overfører deretter kjernen til ein donert oocytt, der det opphavlege genetiske materialet er fjerna på førehand.
Resultatet er eit hybrideg: cytoplasmaet kjem frå donoren, medan DNA-et kjem frå ein bestemt persons hudcelle. Utfordringa er at ein slik oocytt i utgangspunktet har 46 kromosomar – altså eit fullt sett. Eit naturleg egg har berre 23 kromosomar, fordi det skal slåast saman med 23 kromosomar frå ei sædcelle.
Biologane utvikla ein kunstig metode for å tvinge cella til å frigjere halvparten av kromosomane sine. Til dette formålet brukar dei ein eigentvikla framgangsmåte kalla mitomeiosis – ein kombinasjon av element frå celledeling typisk for vevsvekst og den prosessen som fører til danning av kjønnsceller. Cella blir bracht til å oppføre seg som om ho gjennomgår den naturlege eggdanningsprosessen.
Roskovitin, elektrisk impuls og ICSI i praksis
Ein nøkkelrolle i denne kunstige meiosen spelar roskovitin – eit stoff som blokkerer enzymar som styrer celledeling. Kombinert med elektroporasjon, altså eit kort elektrisk støyt som mellombels opnar cellemembranen for bestemte molekyl, lukkast det å framtvinge ein atypisk form for celledeling.
Etter dette inngrepet vandrar ein del av kromosomane ut i strukturar som fungerer som såkalla pollegemer, medan det i cella blir att eit redusert tal på kromosomar. Om alt går etter planen, blir cella haploid – ho inneheld 23 kromosomar, akkurat som ein klassisk menneskeleg oocytt.
Deretter følgjer befruktning ved hjelp av standardteknikken som brukast ved IVF – ICSI, det vil seie injeksjon av ei einskild sædcelle direkte inn i egget. På denne måten kontrollerer forskarane om den laboratorieskapte oocytten i det heile fungerer som eit verkeleg egg, og om ho kan setje i gang den tidlege embryoutviklinga. Legar frå universitetet i Oregon gjennomførte dusinvis av forsøk med ulike elektroporasjonsprotokollar og dosar av roskovitin.
Suksessraten er framleis svært låg og DNA-feil er vanlege
Sett frå biologane sitt synspunkt representerer desse første resultata eit stort framsteg. Frå pasientane sitt perspektiv er dette eit utsyn som framleis ligg langt inn i framtida. Av 82 kunstig skapte oocyttar førte berre ein liten del til danning av embryo som nådde blastocyst-stadiet – det vil seie omtrent den sjette utviklingsdagen.
Det er nøyaktig på dette tidspunktet at embryo ved assistert reproduksjon normalt blir overførte til livmora. I dette eksperimentet nådde omtrent 9 prosent av dei dette stadiet. Interessant nok døyr mange embryo òg ved naturleg befruktning eller klassisk IVF – typisk er det berre 30 til 40 prosent som når blastocyst-stadiet.
Alle embryo skapte frå oocyttar laga av hudceller hadde alvorlege kromosomabnormalitetar som gjer vidare sunn utvikling umogleg. Oftast var det tale om feil fordeling av kromosomar mellom egget og strukturane som fjernar overskytande genetisk materiale. Konsekvensen er aneuploidi – det vil seie eit feil tal på kromosomar eller feilpara kromosompar. I praksis har eit slikt embryo ingen sjanse for å bli eit sunt barn.
Eit ytterlegare problem er fråveret av genetisk rekombinasjon, som elles er typisk for naturleg meiose. Denne prosessen sikrar utveksling av DNA-segment mellom kromosompar og betrar den genetiske kvaliteten hos avkommet. Her omgår ein naturen, noko som kan føre til subtile og vanskeleg føreseielege helsemessige konsekvensar.
Kven kunne i framtida dra nytte av egg skapte frå hud?
Om det lukkast å meistre denne teknikken, vil lista over potensielle mottakarar vere svært brei. Det gjeld i første rekkje menneske som moderne medisin tilbyr svært avgrensa moglegheiter for biologisk foreldreskap.
- Kvinner etter kreftbehandling der kjemoterapi eller strålebehandling har øydelagt egga
- Personar med medfødt fråver av funksjonelle eggstokkar
- Kvinner der eggstokkreserven er uttømt for tidleg
- Likekjønna par som ønskjer eit barn med begge partnarane sitt genetiske materiale
- Menn etter skadar eller sjukdommar som påverkar reproduksjonssystemet
- Menneske med genetiske disposisjonar for tidlege fertilitetsforstyrringar
I ein slik medisinsk visjon ville ei lita hudprøve vere nok til å skape ein oocytt genetisk knytt til den aktuelle personen. For kvinner ville det bety moglegheita for å unngå donerte framande egg og bevare ein full genetisk samanheng med barnet. Forskarar frå Oregon Health & Science University framhevar at dette potensielt kunne hjelpe tusenvis av pasientar kvart år.
Det mest vidtgåande scenariet gjeld mannlege par. Teoretisk sett er det ingenting i vegen for å ta ei hudcelle frå den eine partnaren, omvandle ho til ein oocytt og befrukte han med den andre sin sæd. Det er ein heilt ny konfigurasjon av foreldreskap som verken lovgjeving, medisin eller etikk tidlegare har stått overfor. Eit ope spørsmål er korleis eit slikt barn vil arve dei genomiske imprintingsmønstra som er typiske for høvesvis morslege og farslege gen.
Kva arbeider forskarane vidare med, og kva manglar framleis å løysast?
Teamet frå universitetet i Oregon arbeider no med å betre kontrollere arrangeringa og fordelinga av kromosomane under den kunstige meiosen. Det handlar både om kjemien i dei nytta stoffa og detaljane i elektroporasjonsprotokollar samt varigheita av dei einskilde fasane. Forskarane testar ulike konsentrasjonar av roskovitin og alternative blokkarar av cellesyklus.
Ekspertar understrekar at det som eit minimum vil gå fleire år med intensiv forsking før nokon kan tenkje på å bruke denne teknikken på fertilitetsklinikkar. Det er òg behov for studiar på dyremodeller og markant breiare tryggleiksanalysar. Legar frå ulike institusjonar etterlyst allereie no internasjonal koordinering av desse eksperimenta.
Eit viktig spørsmål er genomstabiliteten i kunstig skapte oocyttar. Biokjemikarar undersøkjer om det skjer DNA-skadar under kjerneoverføringa og elektroporasjonen. Eit anna tema er epigenetikk – kjemiske merke på DNA som påverkar kva gen som er aktive. Desse merka er ulike i egg og sædceller, og korrekt innstilling av dei er avgjerande for sunn embryoutvikling.
Det etiske dilemmaet: kor sluttar vev og byrjar potensialet for nytt liv?
Når forskarar byrjar å framstille kjønnsceller frå celler som opphavleg ikkje hadde nokon reproduktiv funksjon, byrjar grensa mellom vanleg vev og det potensielle opphavet til liv å viskas ut. Ei hudcelle som nokon legg att på ein kopp eller ei tannbørste, er ikkje lenger berre biologisk avfall.
Det oppstår spørsmål om kven som eig det reproduktive potensialet gøymt i kroppens celler, og kor langt eit samtykke til bruk av dei kan rekke. Visse land, som Australia, har svært restriktive reglar for skaping av embryo i laboratoriet. Juristar åtvarar om at slike eksperiment kan røyre ved område som formelt er forbodne, fordi definisjonen av kva som er ei celle bestemt for reproduksjon, endrar seg.
Spesialistar i reproduksjonsmedisin minner òg om at openheit i forskinga og svært streng overvaking er uunnverleg. Det handlar ikkje berre om samfunnsmessig aksept, men òg om tryggleiken til framtidige born. Aneuploidi, fråveret av rekombinasjon, moglege forstyrringar i genomisk imprinting – alt dette kan spegla seg i sjukdommar vi i dag veit svært lite om.
Debatten avgrensar seg ikkje til tekniske spørsmål. Sjølve omgrepet familie basert på genetiske band er under endring. Eit barn oppstått frå hudceller frå to menn ville ha ein heilt annan arvelig imprintingstruktur enn eit barn frå eit klassisk forhold mellom mann og kvinne. Bioetikkdebattantar har allereie byrja å diskutere korleis slikt foreldreskap skal anerkjennast i lys av gjeldande lovgjeving. Samstundes oppstår det bekymringar knytt til kommersialisering av denne teknologien og framveksten av nye sosiale ulikheitar i tilgangen til avansert reproduksjonsmedisin.
