Επιστήμονες δημιουργούν ποντίκια με δύο πατέρες μετά την παραγωγή ωαρίων από αρσενικά κύτταρα

Επιστήμονες δημιούργησαν ποντίκια με δύο βιολογικούς πατέρες δημιουργώντας ωάρια από αρσενικά κύτταρα, μια εξέλιξη που ανοίγει ριζικά νέες δυνατότητες για την αναπαραγωγή.

Η πρόοδος αυτή θα μπορούσε να ανοίξει τον δρόμο σε θεραπείες για σοβαρές μορφές υπογονιμότητας, καθώς και να εγείρει τη προοπτική να μπορούν στο μέλλον ζευγάρια του ίδιου φύλου να αποκτήσουν ένα βιολογικό παιδί μαζί.

«Αυτή είναι η πρώτη περίπτωση παρασκευής εύρωστων ωαρίων θηλαστικών από αρσενικά κύτταρα» δήλωσε ο Katsuhiko Hayashi, ο οποίος ηγήθηκε της εργασίας στο Πανεπιστήμιο Kyushu της Ιαπωνίας και είναι διεθνώς γνωστός ως πρωτοπόρος στον τομέα της εργαστηριακής καλλιέργειας ωαρίων και σπέρματος.

Ο Hayashi, ο οποίος παρουσίασε την εξέλιξη αυτή στην Τρίτη Διεθνή Διάσκεψη Κορυφής για την Επεξεργασία του Ανθρώπινου Γονιδιώματος στο Ινστιτούτο Francis Crick στο Λονδίνο την Τετάρτη, προβλέπει ότι θα είναι τεχνικά εφικτό να δημιουργηθεί ένα βιώσιμο ανθρώπινο ωάριο από κύτταρο αρσενικού δέρματος μέσα σε μια δεκαετία.

Δείτε το βίντεο

Πότε θα μπορέσει αυτό να γίνει πραγματικότητα;

Άλλοι πρότειναν ότι αυτό το χρονοδιάγραμμα είναι αισιόδοξο, δεδομένου ότι οι επιστήμονες δεν έχουν ακόμη δημιουργήσει βιώσιμα ανθρώπινα ωάρια που έχουν αναπτυχθεί στο εργαστήριο από θηλυκά κύτταρα.

Προηγουμένως οι επιστήμονες έχουν δημιουργήσει ποντίκια που τεχνικά είχαν δύο βιολογικούς πατέρες μέσω μιας αλυσίδας περίτεχνων βημάτων, συμπεριλαμβανομένης της γενετικής μηχανικής. Ωστόσο, αυτή είναι η πρώτη φορά που καλλιεργούνται βιώσιμα ωάρια από αρσενικά κύτταρα και σηματοδοτεί μια σημαντική πρόοδο.

Η ομάδα του Hayashi προσπαθεί τώρα να αναπαράγει αυτό το επίτευγμα με ανθρώπινα κύτταρα, αν και θα υπάρξουν σημαντικά εμπόδια για τη χρήση των εργαστηριακά καλλιεργημένων ωαρίων για κλινικούς σκοπούς, συμπεριλαμβανομένης της διαπίστωσης της ασφάλειάς τους.

«Από καθαρά τεχνολογικής άποψης, θα είναι εφικτό στον άνθρωπο ακόμη και σε 10 χρόνια», δήλωσε, προσθέτοντας ότι ο ίδιος προσωπικά θα ήταν υπέρ της κλινικής χρήσης της τεχνολογίας για να επιτρέψει σε δύο άνδρες να αποκτήσουν παιδί, εάν αποδειχθεί ότι είναι ασφαλές.

«Αυτό δεν είναι ένα ζήτημα μόνο για το επιστημονικό πρόγραμμα, αλλά και για την κοινωνία».

Θα μπορέσει να βοηθήσει την υπογονιμότητα;

Η τεχνική θα μπορούσε επίσης να εφαρμοστεί για τη θεραπεία σοβαρών μορφών υπογονιμότητας, συμπεριλαμβανομένων των γυναικών με σύνδρομο Turner, στις οποίες το ένα αντίγραφο του χρωμοσώματος Χ λείπει ή λείπει εν μέρει, και ο Hayashi δήλωσε ότι αυτή η εφαρμογή ήταν το πρωταρχικό κίνητρο για την έρευνα.

Άλλοι είπαν ότι αποτελεί πρόκληση η μετάφραση της τεχνικής σε ανθρώπινα κύτταρα. Τα ανθρώπινα κύτταρα απαιτούν πολύ μεγαλύτερες περιόδους καλλιέργειας για την παραγωγή ενός ώριμου ωαρίου, γεγονός που μπορεί να αυξήσει τον κίνδυνο τα κύτταρα να αποκτήσουν ανεπιθύμητες γενετικές αλλαγές.

Ο καθηγητής George Daley, κοσμήτορας της Ιατρικής Σχολής του Χάρβαρντ, χαρακτήρισε το έργο «συναρπαστικό», αλλά πρόσθεσε ότι άλλες έρευνες είχαν δείξει ότι η δημιουργία εργαστηριακών γαμετών (ειδικών γεννητικών κυττάρων) από ανθρώπινα κύτταρα ήταν πιο δύσκολη από ό,τι για τα κύτταρα ποντικιών.

«Δεν κατανοούμε ακόμη αρκετά τη μοναδική βιολογία της ανθρώπινης γαμετογένεσης για να αναπαράγουμε την προκλητική εργασία του Hayashi σε ποντίκια» είπε.

Photo: Nick Fewings / Unsplash

«Ο διπλασιασμός του χρωμοσώματος Χ»

Η μελέτη, η οποία έχει υποβληθεί για δημοσίευση σε κορυφαίο περιοδικό, βασίστηκε σε μια αλληλουχία περίπλοκων βημάτων για τη μετατροπή ενός δερματικού κυττάρου, που φέρει τον αρσενικό συνδυασμό χρωμοσωμάτων XY, σε ένα ωάριο, με τη θηλυκή εκδοχή XX.

Τα αρσενικά δερματικά κύτταρα επαναπρογραμματίστηκαν σε μια κατάσταση που μοιάζει με βλαστικά κύτταρα για τη δημιουργία των λεγόμενων επαγόμενων πολυδύναμων βλαστικών κυττάρων (iPS). Το χρωμόσωμα Υ αυτών των κυττάρων στη συνέχεια διαγράφηκε και αντικαταστάθηκε από ένα χρωμόσωμα Χ που «δανείστηκε» από ένα άλλο κύτταρο, ώστε να παραχθούν κύτταρα iPS με δύο πανομοιότυπα χρωμοσώματα Χ.

«Το τέχνασμα αυτού, το μεγαλύτερο τέχνασμα, είναι ο διπλασιασμός του χρωμοσώματος Χ», δήλωσε ο Hayashi. «Προσπαθήσαμε πραγματικά να δημιουργήσουμε ένα σύστημα για την αντιγραφή του χρωμοσώματος Χ».

Τέλος, τα κύτταρα καλλιεργήθηκαν σε οργανοειδές ωοθήκης, ένα σύστημα καλλιέργειας που έχει σχεδιαστεί για να αναπαράγει τις συνθήκες στο εσωτερικό της ωοθήκης του ποντικού. Όταν τα ωάρια γονιμοποιήθηκαν με φυσιολογικό σπέρμα, οι επιστήμονες απέκτησαν περίπου 600 έμβρυα, τα οποία εμφυτεύτηκαν σε παρένθετα ποντίκια, με αποτέλεσμα να γεννηθούν επτά κουτάβια ποντικιών.

Η αποτελεσματικότητα του 1% περίπου ήταν χαμηλότερη από την αποτελεσματικότητα που επιτεύχθηκε με κανονικά θηλυκά ωάρια, όπου περίπου το 5% των εμβρύων προχώρησαν σε γέννηση.

Τα ποντίκια είναι εντάξει

Τα ποντικάκια εμφανίστηκαν υγιή, είχαν φυσιολογική διάρκεια ζωής και συνέχισαν να έχουν απογόνους ως ενήλικες. «Φαίνονται εντάξει, φαίνεται να αναπτύσσονται κανονικά, γίνονται πατέρες» δήλωσε ο Hayashi.

Ο ίδιος και οι συνάδελφοί του προσπαθούν τώρα να αναπαράγουν τη δημιουργία εργαστηριακών ωαρίων χρησιμοποιώντας ανθρώπινα κύτταρα.

Ο καθηγητής Amander Clark, ο οποίος ασχολείται με τους εργαστηριακά καλλιεργούμενους γαμέτες στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Λος Άντζελες, δήλωσε ότι η μεταφορά της εργασίας σε ανθρώπινα κύτταρα θα ήταν ένα «τεράστιο άλμα», επειδή οι επιστήμονες δεν έχουν ακόμη δημιουργήσει εργαστηριακά καλλιεργούμενα ανθρώπινα ωάρια από θηλυκά κύτταρα.

Οι επιστήμονες έχουν δημιουργήσει τα πρόδρομα κύτταρα των ανθρώπινων ωαρίων, αλλά μέχρι τώρα τα κύτταρα σταματούσαν να αναπτύσσονται πριν από το σημείο της μείωσης (ή μίτοσης), ένα κρίσιμο βήμα της κυτταρικής διαίρεσης που απαιτείται για την ανάπτυξη ώριμων ωαρίων και σπέρματος.

«Αυτή τη στιγμή βρισκόμαστε σε αυτό το σημείο συμφόρησης. Τα επόμενα βήματα αποτελούν μια πρόκληση για τη μηχανική. Αλλά το να το ξεπεράσουμε αυτό θα μπορούσε να διαρκέσει 10 ή 20 χρόνια».

*Με στοιχεία από theguardian.com