Fra hudcelle til æg – en videnskabelig milepæl
Forskere i Oregon har for første gang skabt et menneskeligt æg i laboratoriet, som er genetisk forbundet med den person, hvis hudcelle blev anvendt. Metoden er stadig langt fra klinisk anvendelse og rejser en lang række etiske spørgsmål.
Ønsket om at få et biologisk beslægtet barn støder ofte ind i en hård medicinsk virkelighed. For personer, hvis krop ikke producerer egne æg, findes der i dag praktisk talt kun én mulighed: et donorræg – og dermed ingen genetisk forbindelse til det kommende barn.
Oregon-holdet bag opdagelsen
Et forskerhold fra Oregon Health & Science University har udviklet en helt anderledes tilgang. De tog hudceller og omdannede dem til strukturer, der opfører sig som menneskelige æg egnede til befrugtning under laboratorieforhold. Arbejdet er beskrevet i det anerkendte tidsskrift Nature Communications.
Forskerne benyttede en teknik kaldet kerneoverførsel samt kunstigt fremkaldt mitomejose. Målet med metoden er ikke at klone et menneske, men at fremstille et æg med det genetiske materiale fra en bestemt person, som ikke selv danner æg. For mange mennesker kunne dette i fremtiden betyde en revolution inden for reproduktionsmedicin.
Sådan bliver en hudcelle til et æg
Kernen i eksperimentet var somatic cell nuclear transfer, forkortet SCNT – altså overførsel af kernen fra en somatisk celle. Det er præcis samme metode, der i 1996 resulterede i den berømte får Dolly. Nu har forskerne tilpasset den til reproduktionsmedicinens behov.
Fremgangsmåden bestod af flere trin. Først tog de en hudcelle fra en voksen person. Fra denne celle fjernede de kernen, som indeholder et komplet sæt på 46 kromosomer. Kernen blev derefter overført til et donorræg, hvorfra den originale kerne forinden var fjernet. Det resulterende hybridæg indeholdt DNA fra den person, hudcellen stammede fra.
På dette stadie opstod dog et alvorligt biologisk problem. Efter et sådant indgreb har cellen 46 kromosomer, mens et korrekt æg kun bør have 23. Uden en reduktion af kromosomantallet er det umuligt at opnå et sundt embryo.
Mitomejose som nøglen til kromosomproblemet
For at overvinde dette problem udviklede forskerne en egenutviklet procedure kaldet mitomeiosis, der kombinerer elementer fra mitose og mejose. Under naturlige forhold sørger netop mejosen for at reducere antallet af kromosomer i kønscellerne.
Forskerne fik cellen til at gennemgå en eksperimentel deling, der skulle fjerne det overskydende genetiske materiale og efterlade 23 kromosomer i det kommende æg. Til at fremkalde denne proces anvendte de blandt andet roscovitine, et stof der blokerer udvalgte enzymer, som styrer cellecyklussen, samt korte elektriske impulser kendt som elektroporation, der midlertidigt åbner cellemembranen for bestemte molekyler.
- En hudcelle blev taget fra en voksen person
- Kernen med et komplet sæt på 46 kromosomer blev fjernet fra cellen
- Kernen blev overført til et donorræg uden sin egen kerne
- Det dannede hybridæg indeholdt DNA fra hudcellens ophav
- Ved hjælp af roscovitine og elektroporation blev en særlig celledeling fremkaldt
- Antallet af kromosomer blev reduceret til de nødvendige 23
- Teknikken ICSI blev anvendt til at indføre en sædcelle i det forberedte æg
Da celler med reduceret kromosomtal var opnået, anvendte forskerne den velkendte ICSI-teknik fra in vitro-procedurer. En enkelt sædcelle blev injiceret direkte ind i det således forberedte æg.
Resultater der stadig er mest teoretiske
På trods af det spektakulære koncept viser de praktiske resultater, hvor lang en vej forskerne stadig har foran sig. Af 82 kunstigt fremstillede æg udviklede kun omkring 9 procent sig efter befrugtning til blastocyststadiet, svarende til cirka sjette dag i embryoets udvikling.
Ved in vitro-procedurer opnår 30 til 40 procent af embryoer, der er opstået på naturlig vis fra æg og sædcelle, et tilsvarende stadium. Resultatet fra laboratoriet i Oregon er altså ikke en fuldstændig fiasko, men det understreger tydeligt behovet for yderligere forbedring.
De største problemer viste sig på genetisk niveau. Samtlige dannede embryoer havde forstyrrelser i kromosomernes fordeling. Med andre ord delte kromosomerne sig ikke korrekt under celledelingen mellem ægget og de såkaldte pollegemer, som ellers skulle have fjernet den overskydende DNA.
Resultatet var aneuploid embryoer med et forkert antal kromosomer eller fejlparrede par. Sådant genetisk materiale umuliggør normal udvikling og fører til embryoets død eller meget alvorlige defekter. Forskerne påpeger desuden, at den kunstigt fremkaldte proces mangler den klassiske genetiske rekombination, som er karakteristisk for naturlig mejose. Denne fase, hvor genetisk materiale blandes, er vigtig både for biologisk mangfoldighed og for kromosomernes stabilitet.
Holdet fra OHSU arbejder nu på at forstå præcist, hvordan kromosomerne arrangeres og fordeles under den kunstigt fremkaldte deling. Først når disse mekanismer er behersket, kan metoden nærme sig praktisk anvendelse.
Håb for personer udelukket fra in vitro
Hvis teknikken bliver sikker og reproducerbar, vil den forandre adgangen til infertilitetsbehandling – særligt for grupper med meget begrænsede muligheder i dag. Kvinder med for tidlig æggestokksvigt, patienter der har mistet deres ovarielle reserve efter kemoterapi eller strålebehandling, personer med medfødt fravær af æg samt par, der af medicinske årsager ikke kan anvende egne kønsceller, kan alle potentielt få gavn af metoden.
I et sådant scenarie ville læger kunne udtage et stykke hud, fremstille æg fra det og anvende dem i en in vitro-procedure. Barnet ville arve det genetiske materiale fra den person, der i dag er nødt til at benytte en anonym donor. Det ville repræsentere et kæmpe fremskridt inden for reproduktionsmedicin og give tusindvis af mennesker et nyt håb.
Eksperimentet åbner også for en endnu mere overraskende mulighed: at anvende en mands hudceller til at skabe et æg. Et sådant æg ville kunne befrugtes med en partners sædcelle. Resultatet ville være et barn genetisk forbundet med begge fædre. Denne variant vækker stærke følelser. Biologisk set opstår der problemer knyttet til såkaldt imprinting, altså forskelle i markeringen af gener afhængigt af forælderens køn. Retssystemerne i langt de fleste lande tager slet ikke højde for sådanne konfigurationer.
Forskerne selv erkender, at kliniske anvendelser er et spørgsmål om mindst ti år – hvis de overhovedet bliver mulige. Arbejdet befinder sig foreløbig inden for grundforskning.
En lavine af etiske og juridiske spørgsmål
Omdannelsen af en almindelig hudcelle til en kønscelle undergraver den hidtidige biologiske orden. Grænsen mellem somatiske celler og kønsceller ophører med at være entydig. Jurister og bioetikere påpeger, at mange love, der regulerer kunstig befrugtning, slet ikke forudser et sådant scenarie.
I visse lande ville fremstillingen af et embryo ved hjælp af en hudcelle allerede i dag kunne betragtes som ulovlig, fordi det ikke passer ind i den gældende definition af assisteret reproduktion. Eksperter inden for reproduktionsmedicin understreger, at det mest afgørende kriterium for at tillade denne teknologi i klinikker vil være sikkerhed.
Alt for hyppige fejl i kromosomantallet, fraværet af naturlig rekombination og uforudsigelige epigenetiske forandringer kan føre til genetiske sygdomme, spontane aborter eller alvorlige udviklingsdefekter. Før nogen overvejer graviditet med æg fremstillet fra hud, er der behov for årevis af forskning i dyremodeller og streng international regulering. Den anden søjle i reguleringen handler om gennemsigtighed – forskerne opfordrer til klare regler for forskningens gennemførelse, rapportering af resultater og offentlig deltagelse i debatten.
Hvad denne teknik egentlig ændrer i vores syn på forældreskab
Fremstillingen af et æg fra en hudcelle berører selve begrebet frugtbarhed. Hidtil har æggestokke og testikler defineret de biologiske grænser for forældreskab. Nu kan teoretisk set enhver celle i kroppen med et komplet sæt kromosomer blive udgangspunktet for en kønscelle. Det skaber både håb og bekymring for en kommercialisering af menneskelivet.
Hvis metoden om nogle årtier bliver sikker, kan læger have et redskab i hænde, der giver mange mennesker mulighed for at genvinde en følelse af kontrol over spørgsmålet om efterkommere. På den anden side rejser sig spørgsmålet om grænser for indgreb: Skal den kun anvendes ved alvorlige helbredsproblemer, eller bør bredere anvendelse tillades – eksempelvis for personer der udsætter moderskabet til meget sen alder?
I diskussionen om denne teknologi er det også værd at forklare forskellen mellem genetisk manipulation og selve teknikken til fremstilling af æg. Forskerne foreslår ikke børn med udvalgte egenskaber – de forsøger udelukkende at skabe en naturlig kønscelle af en anden oprindelse. Risikoen for såkaldte designerbørn stammer snarere fra den parallelle udvikling af genomredigeringsmetoder end fra selve processen med at fremstille kønsceller fra hud. Kan denne vej i fremtiden ikke blot bringe medicinsk fremgang, men også en dybere refleksion over, hvad forældreskab egentlig betyder for os?
