Τροποποίηση ανθρωπίνων εμβρύων ρίχνει φως στον μηχανισμό της γονιμότητας

Βρετανοί ερευνητές αποκάλυψαν τον ρόλο ενός κυρίαρχου γονιδίου στην ανθρώπινη γονιμότητα σε μια από τις πρώτες μελέτες παγκοσμίως για την τροποποίηση του DNA σε ανθρώπινα έμβρυα.

Όπως αναφέρεται σε άρθρο του Nature, η έρευνα που χαρίζει μια επιστημονική πρωτιά στη Μ. Βρετανία μπορεί να συμβάλλει στην αποκάλυψη των αιτίων των επαναλαμβανόμενων αποβολών και να οδηγήσει σε πιο αποτελεσματικές θεραπείες γονιμότητας. Επίσης, εγείρει ηθικά διλήμματα για την προοπτική των τεχνικών γονιδιακής τροποποίησης που εφαρμόζονται για την διόρθωση ελαττωμάτων ή βελτίωσης των ανθρωπίνων εμβρύων στο μέλλον.

Σύμφωνα με τηνΚαθι Κιάκαν από το Ινστιτούτο Francis Crick του Λονδίνου, που ηγήθηκε της επιστημονικής ομάδας «η έρευνά μας είναι η πρώτη που χρησιμοποιεί την γενετική τροποποίηση για να κατανοηθεί ο ρόλο ενός γονιδίου στην πρώιμη εμβρυϊκή ανάπτυξη. Η γνώση αυτή θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη βελτίωση των θεραπειών εξωσωματικής γονιμοποίησης και την καλύτερη κατανόηση του γιατί οι κυήσεις αποτυγχάνουν να ολοκληρωθούν επιτυχώς».

Η ομάδα της Δρ Νιακαν είναι η πρώτη στη Μ. Βρετανία που τροποποίησε το DNA ανθρώπινων εμβρύων, μετά από ανάλογα πειράματα που έχουν γίνει στην Κίνα και τις ΗΠΑ. Στις περιπτώσεις αυτές είχαν γίνει απόπειρες διόρθωσης του DNA ώστε να προληφθούν κληρονομικές παθήσεις, που μεταβιβάζονται από γενιά σε γενιά.

Η βρετανική μελέτη ρίχνει βάρος στην βασική βιολογική αλληλουχία που πρωτοστατεί στη διαδικασία μετατροπής του γονιμοποιημένου ωαρίου σε μια κυτταρική μάζα, την βλαστοκύστη, κατά τις πρώτες επτά ημέρες της ανάπτυξης του εμβρύου. Μόνο όταν το έμβρυο φτάσει στο στάδιο της βλαστοκύστης έχει ελπίδες εμφύτευσης στην μήτρα.

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν 41 έμβρυα που είχαν δωρίσει ζευγάρια με πλεόνασμα μετά από από θεραπεία εξωσωματικής γονιμοποίησης και εφάρμοσαν την τεχνική Crispr/Cas9* για να κάνουν μια τομή ακριβείας στο DNA και να απενεργοποιήσουν το γονίδιο OCT4, το οποίο πιστεύεται ότι είναι σημαντικό για τα πρώιμα στάδια της εμβρυϊκής ανάπτυξης.

Η μελέτη έδειξε ότι το γονίδιο παίζει καίριο ρόλο ώστε το έμβρυο να κάνει τη μετάβαση από μια ομοιόμορφη μάζα κυττάρων σε βλαστοκύστη η οποία περιλαμβάνει τρεις τύπους κυττάρων που θα συνεχίσουν να είναι το έμβρυο, ο πλακούντας και ο λεκιθικός σάκος.

Όπως παρατήρησαν με τη βοήθεια μικροσκοπίου, τα τροποποιημένα έμβρυα άρχισαν να αναπτύσσονται κανονικά, αλλά στην συνέχεια υποβλήθηκαν σε επαναλαμβανόμενους κύκλους επέκτασης και κατάρρευσης χωρίς ποτέ να προχωρήσουν στο επόμενο στάδιο.

Οι ερευνητές πιστεύουν ότι η χαμηλότερη από το φυσιολογικό λειτουργία του OCT4 είναι ίσως η αιτία που τα έμβρυα αποτυγχάνουν αν εμφυτευθούν σωστά στη μήτρα και τελικά οδηγούνται σε αποβολή. Η αντιμετώπιση αυτού προβλήματος δεν σημαίνει ότι χρειάζεται κατ’ ανάγκη γονιδιακή τροποποίηση αφού μπορεί να είναι δυνατόν να δοθεί ώθηση για περισσότερη δράση από το γονίδιο απλώς αλλάζοντας τον τρόπου καλλιέργειας των εμβρύων κατά την διαδικασία της εξωσωματικής γονιμοποίησης.

Η Κάι Έλντερ, εις εκ των συγγραφέων της μελέτης, εξηγεί ότι η τεχνική μπορεί να συμβάλλει στη βελτίωση των ποσοστών επιτυχίας των θεραπειών εξωσωματικής γονιμοποίησης. «Πολλά έμβρυα αποτυχγχάνουν να αναπτυχθούν μετά την εμφύτευση. Η μελέτη θα βοηθήσει πολύ τα υπογόνιμα ζευγάρια καθώς θα είμαστε σε θέση να εντοπίσουμε τους παράγοντες που μπορούν να διασφαλίσουν ότι τα έμβρυα θα εξελιχθούν σε υγιή παιδιά».

Αξίζει να σημειωθεί ότι η αποτυχία των θεραπειών γονιμότητα μπορούν εν μέρει να αποδοθούν στο γεγονός ότι οι επιστήμονες βασίζονται σε ζωικά μοντέλα που θεωρούνται ως ο καλύτερος τρόπος αποσαφήνισης του ρόλο των γονιδίων στην εμβρυϊκή ανάπτυξη και γιατί κάποιες φορές τα πράγματα εξελίσσονται λάθος. Η παρούσα μελέτη υπογραμμίζει τα ελλείμματα αυτής της προσέγγισης, δείχνοντας ότι το γονίδιο OCT4 παίζει έναν διαφορετικό ρόλο στην πρώιμη ανάπτυξη των ανθρώπινων εμβρύων παρά των ποντικιών.

«Αυτό κατά μία έννοια είναι αναπάντεχο εξαιτίας του δόγματος ότι τα πρώιμα στάδια της ανάπτυξης είναι κοινά σε όλα τα θηλαστιά και ακόμα και σε ορισμένα άλλα είδη. Η μελέτη αυτή είναι μια ακόμη απόδειξη ότι τα ευρήματα από τις πειραματικές μελέτες δεν μπορούν πάντα να έχουν εφαρμογή στους ανθρώπους», σύμφωνα με τον Ντούσκο Ιλικ από το Βασιλικό Κολέγιο του Λονδίνου.

Μαίρη Μπιμπή

* H τεχνική CRISPR είχεαναγνωριστείαπό το περιοδικό Science ως ένα από τα σημαντικότερα επιστημονικά επιτεύγματα του 2013. Συμπεριλήφθηκε επίσης στηλίστατου περιοδικού Nature με τις δέκα σημαντικότερες εξελίξεις που μπορούμε να περιμένουμε το 2014. Βασίζεται σε ένα σύμπλοκο πρωτεϊνών που κανονικά βοηθά κάποια βακτήρια να κόβουν κομματάκια το DNA των ιών που τους επιτίθενται. Σε αντίθεση με τις σημερινές γονιδιακές θεραπείες, οι οποίες εισάγουν στον οργανισμό υγιή αντίγραφα ενός ελαττωματικού γονιδίου, η CRISPR μπορεί να διορθώνει επιτόπου το ίδιο το ελαττωματικό γονίδιο. Επιπλέον μπορεί να εφαρμοστεί σε ολόκληρους οργανισμούς, αντίθετα από άλλες μεθόδους γενετικής μηχανικής που λειτουργούν μόνο σε καλλιέργειες κυττάρων στο εργαστήριο.

health.in.gr