Transhumanistički znanstvenici stvaraju embrije od stanica kože i sperme.
Jesu li ovi transhumanistički znanstvenici doista zabrinuti za milijune žena koje ne mogu proizvesti normalne jajne stanice? Ili jure san o hrabrom novom svijetu u kojem se stvaraju genetski modificirani organizmi i usađuju ih u umjetne maternice? Bez javnog financiranja, nijedno od ovih istraživanja ne bi se provelo, a ipak se skrivaju iza klišea o pomaganju nesretnim ženama koje ne mogu imati djecu.
Istraživači su stvorili ljudske embrije uklanjanjem jezgri iz običnih stanica kože, umetanjem u donirane jajne stanice i oplodnjom spermom. Ovaj rad je laboratorijski eksperiment koji pokazuje što bi na kraju moglo biti moguće za ljude koji ne mogu proizvesti održive jajne stanice, iako značajne znanstvene prepreke još uvijek treba prevladati.
Tim sa Sveučilišta Oregon Health & Science koristio je tehniku zvanu nuklearni transfer somatskih stanica, u kojoj se jezgra stanice kože ubacuje u doniranu jajnu stanicu kojoj je uklonjen vlastiti genetski materijal. Nakon oplodnje spermom, ove rekonstruirane stanice proizvele su embrije koji su se razvijale nekoliko dana. Iako je riječ o isključivo eksperimentalnom postupku koji je godinama udaljen od kliničke primjene, istraživanje, objavljeno u Nature Communicationsu, pokazuje prve dokaze mitomijaze, termina koji tim koristi za indukciju diobe slične mejozi u somatskom genomu, što bi jednog dana moglo pomoći ženama bez funkcionalnih jajnih stanica da imaju genetski srodnu djecu.
„Neplodnost pogađa milijune ljudi diljem svijeta i često je uzrokovana nedostatkom održivih gameta“, napisali su istraživači. Kod žena, pad kvalitete jajnih stanica povezan sa starenjem postaje glavni čimbenik nakon sredine tridesetih godina, a trenutni tretmani plodnosti ne mogu pomoći onima kojima u potpunosti nedostaju održive jajne stanice.
Kako su stanice kože postale jajolike strukture
U ovom postupku, jezgra stanice kože implantira se u doniranu jajnu stanicu čiji je vlastiti genetski materijal uklonjen. Ova se tehnika naziva prijenos jezgre somatskih stanica ili SCNT. Znanstvenici ovu metodu koriste za kloniranje životinja desetljećima, ali tim iz Oregona prilagodio ju je za drugu svrhu: stvaranje rekonstruiranih stanica koje se potencijalno mogu oploditi poput prirodnih jajnih stanica.
Kada jezgra stanice kože uđe u okolinu donirane jajne stanice, događa se nešto neočekivano. Citoplazma jajne stanice, koja osigurava stanične mehanizme potrebne za diobu, prisiljava kromosome stanice kože da se organiziraju u vretenastu strukturu, slično onome što se događa u prirodnim jajnim stanicama. U roku od otprilike dva sata nakon prijenosa, vidljiva vretena su se formirala u oko 77% rekonstruiranih stanica.
To se događa iako stanice kože nisu prošle replikaciju DNK koja normalno prethodi staničnoj diobi. Prirodne jajne stanice sadrže duplicirane kromosome, od kojih se svaki sastoji od dvije povezane kopije, nazvane sestrinske kromatide. Kromosomi stanica kože, nasuprot tome, su pojedinačne, neduplicirane kopije. Ipak, citoplazma donorske jajne stanice potiče ih da formiraju strukturu sposobnu za diobu.
Istraživači na OHSU-u predstavili su novu tehniku liječenja neplodnosti koja pretvara stanice kože u jajne stanice. Ovdje je prikazana slika jajne stanice sa svijetlom slikom jezgre stanice kože prije oplodnje. (Izvor: Sveučilište za zdravlje i znanost Oregon) 
Prevladavanje glavne prepreke plodnosti
Kada su istraživači dodali spermije tim rekonstruiranim stanicama, većina ih je ostala zaglavljena. Prirodne jajne stanice znaju kako reagirati kada spermiji prodru: One dovršavaju svoju diobu i pripremaju genetski materijal oba roditelja za spajanje. Ali oko tri četvrtine rekonstruiranih stanica jednostavno je ostalo na mjestu.
Umjetna aktivacija električnim impulsima i kemikalijom zvanom roskovitin uspješno je pokrenula proces diobe, uzrokujući da stanice podijele svoje kromosome između pronukleusa i odbačenog polarnog tijela, slično onome što se događa u prirodnim jajnim stanicama nakon oplodnje. Ovim pristupom, otprilike 78% stanica odbacilo je polarno tijelo, a otprilike 76% formiralo je dva pronukleusa: jedan od kromosoma stanice kože i jedan od spermija.
Kromosomi nasumično sortirani, ne u organiziranim parovima
Kako bi pratili što se događa s pojedinačnim kromosomima tijekom ovog neobičnog procesa, istraživači su regrutirali obitelj s roditeljima različitog etničkog podrijetla. Koristili su stanice kože kćeri i spermu nesrodnog donora. Čitanjem DNK sekvenci uspjeli su utvrditi koji kromosomi potječu od kćerine majke, koji od njezinog oca, a koji od donora sperme.
Tim je pregledao 90 embrija. U oko 54% slučajeva kromosomi su se podijelili u dva odjeljka. Međutim, način na koji su se podijelili nije ni na koji način bio sličan onome što se događa u prirodnim jajnim stanicama.
Kada se jajašca prirodno formiraju, odgovarajući kromosomi majke i oca se uparuju, poravnavaju i razdvajaju na uredan način. Jedan ide u jajašce, drugi se odbacuje. To se događa na precizan i uredan način. Međutim, u tim rekonstruiranim stanicama kromosomi su bili raspoređeni nasumično. Neke su stanice zadržale obje kopije određenih kromosoma, dok su ih druge potpuno izgubile.
U preostalih 46% embrija nije došlo do nikakve diobe. Većina je zadržala svih 46 kromosoma, umjesto da se smanji na 23 poput prirodnih jajnih stanica.
Među embrijima čiji su se kromosomi podijelili, brojevi su se uvelike razlikovali. Neki su završili sa samo 3 kromosoma, drugi s čak 43. Većina ih je bila negdje u sredini, oko 23, ali koji su specifični kromosomi ostali, a koji nestali, u biti je bilo kockanje za svaki par.
Jedan kromosom se ponašao čudno. Kromosom 8 je dosljedno slao majčinu kopiju na jedno mjesto, a očevu na drugo, umjesto da bira nasumično. Zašto se to dogodilo ostaje misterij.
Većina embrija prestala se rano razvijati
Kada su istraživači oplodili rekonstruirane stanice i proveli aktivacijski tretman, većina njih se podijelila u više stanica. Međutim, samo se 8,8% razvilo u blastociste, stadij u kojem se embriji obično prenose tijekom IVF tretmana. Za usporedbu, 59% normalno oplođenih kontrolnih jajnih stanica doseglo je ovaj stadij.
Analiza pojedinačnih stanica otkrila je različite sastave kromosoma. Neki su embriji bili ujednačeni, a sve stanice su sadržavale istu mješavinu kromosoma spermija i stanica kože. Drugi su bili mozaični, s različitim stanicama koje su imale različite kombinacije kromosoma. Gotovo svi embriji sadržavali su cijeli set od 23 kromosoma spermija, iako je jednom mozaičnom embriju nedostajalo nekoliko kromosoma spermija. Broj i podrijetlo kromosoma stanica kože znatno su varirali, što je dovelo do kromosomskih neravnoteža koje vjerojatno objašnjavaju zašto je većina embrija prestala s razvojem.
Istraživači nisu uzgajali embrije nakon šestog dana, čime su se pridržavali etičkih smjernica za istraživanje s ljudskim embrijima.
Godine rada prije kliničke primjene
Znanstvenici naglašavaju da je ovo samo rani laboratorijski eksperiment, a ne tretman. Prije nego što bi ovo ikada moglo ikome pomoći, mora se riješiti nekoliko važnih bioloških problema.
Prvo, nasumično sortiranje kromosoma nema nikakve veze s prirodnim stvaranjem jajašca, u kojem se kromosomi sparuju i razdvajaju na organiziran način. Drugo, prirodne jajne stanice premještaju genetski materijal između parova kromosoma procesom koji se naziva rekombinacija, stvarajući genetsku raznolikost. To ovdje uopće nije bio slučaj. Treće, rezultirajuće kromosomske neravnoteže gotovo sigurno bi spriječile uspješnu trudnoću.
Vodeći istraživač Shoukhrat Mitalipov istaknuo je da tim još ne može reći jesu li embriji propali zbog netočnog broja kromosoma ili zbog nepravilno reprogramirane DNK stanica kože koja se ne ponaša kao DNK jajne stanice. Oba faktora vjerojatno su doprinijela tome.
Slični eksperimenti na miševima rezultirali su živim potomstvom, ali reprodukcija miševa i ljudi toliko se razlikuje da uspjeh kod miševa ne jamči da se ovaj pristup može ekstrapolirati na ljude.
Ako znanstvenici konačno uspiju riješiti ove probleme, ova vrsta tehnologije mogla bi pomoći ženama koje su rođene bez jajnika ili čija su jajašca oštećena liječenjem raka, bolešću ili starenjem. Trenutno te pacijentice mogu koristiti samo donorska jajašca ili razmotriti posvajanje.
Izvanredna činjenica: Prirodni razvoj jajne stanice kod ljudi traje više od desetljeća, počevši prije rođenja, a završavajući tek nakon puberteta. Laboratorijski pristup mogao bi potencijalno skratiti taj vremenski okvir na tjedne, iako važna znanstvena pitanja ostaju bez odgovora.
Istraživanje su financirali Open Philanthropy, Haploid Gamete Research Foundation, Longevity Impetus i Oregon Health & Science University. Donatorice jajnih stanica primile su između 7000 i 8000 dolara, što je standardna naknada za donaciju jajnih stanica u Portlandu u Oregonu, a odobrili su je etički recenzenti.
