En hudcelle bliver til et æg – sådan lykkedes det
Forskere fra Oregon Health & Science University har udviklet en metode, der omdanner hudceller til menneskelige æg. Det er foreløbig rent eksperimentelt, men teknikken kan fundamentalt forandre behandlingen af ufrugtbarhed og vores forståelse af forældreskab.
Udgangspunktet er en helt almindelig hudcelle. Dens kerne indeholder det fulde genetiske materiale fra det pågældende menneske. Forskerne fjerner denne kerne med stor præcision og overfører den til en donor-oocyt, hvorfra det originale genetiske materiale allerede er udtaget.
Hvordan fungerer omdannelsen fra hudcelle til æg
Resultatet af kerneoverførslen er et såkaldt hybridt æg – med donorens cytoplasma og DNA fra den specifikke persons hudcelle. Den grundlæggende udfordring er, at en sådan oocyt fra start indeholder 46 kromosomer, altså et komplet sæt. En naturlig ægcelle har kun 23, fordi den senere skal forenes med 23 kromosomer fra en sædcelle.
Forskerne ved OHSU har derfor udviklet en kunstig metode til at tvinge cellen til at slippe af med halvdelen af sine kromosomer. Dette muliggør en befrugtning, der ligner den naturlige. Til dette formål har de skabt en fremgangsmåde kaldet mitomeiosis – en kombination af elementer fra almindelig celledeling (mitose) og den proces, der fører til dannelse af kønsceller (meiose).
En central rolle i denne kunstige meiose spiller roscovitin – et stof, der blokerer de enzymer, som styrer cellecyklussen. Kombineret med elektroporation, altså et kortvarigt elektrisk impuls der midlertidigt åbner cellemembranen for bestemte molekyler, lykkes det at fremtvinge en usædvanlig type celledeling. Herefter bevæger en del af kromosomerne sig ind i strukturer, der fungerer som retningskroppe, mens der forbliver et sæt med reduceret kromosomantal i cellen.
Forløber alt planmæssigt, bliver cellen haploid – den indeholder 23 kromosomer ligesom en klassisk menneskelig oocyt. Næste trin er befrugtning via den standardteknik, der bruges ved IVF, nemlig ICSI, hvor en enkelt sædcelle injiceres direkte ind i ægget. På den måde verificerer forskerne, om den laboratorieskabte oocyt overhovedet fungerer som en ægcelle og kan igangsætte en tidlig embryoudvikling.
Metodens effektivitet og hvad der komplicerer resultaterne
Fra et biologisk synspunkt udgør de første resultater et stort fremskridt. Fra en patients perspektiv er vi dog stadig meget langt fra klinisk anvendelse. Af 82 kunstigt fremstillede oocyter var det kun en lille andel, der resulterede i embryoner, som overlevede til blastocyststadiet – dvs. cirka dag seks i udviklingen. Det er netop den fase, hvor embryoner ved almindelig IVF normalt overføres til livmoderen.
Her nåede ca. 9 procent til dette stadium. Til sammenligning når ved naturlig befrugtning eller klassisk IVF typisk kun 30 til 40 procent af embryonerne frem til blastocyststadiet. Imidlertid havde samtlige embryoner skabt fra hudcelle-oocyter alvorlige kromosomale abnormaliteter, der umuliggør en sund videre udvikling.
Hyppigst var der tale om fejlagtig fordeling af kromosomerne mellem ægcellen og de strukturer, der fjerner overskydende genetisk materiale. Resultatet er aneuploiditet – et forkert antal kromosomer eller ombyttede par. I praksis har et sådant embryon ingen mulighed for at blive til et raskt barn.
Et yderligere problem er fraværet af den genetiske rekombination, der er karakteristisk for naturlig meiose, altså udvekslingen af DNA-segmenter mellem kromosompar. Denne proces forbedrer kvaliteten af afkommets gensæt. Ved mitomeiosis omgås naturen, hvilket kan føre til subtile og svært forudsigelige sundhedsmæssige konsekvenser. Specialister fra Oregon Health & Science University arbejder nu på at forbedre kontrollen over kromosomernes arrangering og fordeling under den kunstige meiose.
Hvem ville i fremtiden kunne drage nytte af kunstige oocyter
Hvis teknikken lykkes fuldt ud, ville listen over potentielle modtagere være meget bred. Det drejer sig primært om personer, som medicinen i dag tilbyder meget begrænsede muligheder inden for biologisk forældreskab:
- Kvinder efter kræftbehandling, hos hvem kemoterapi eller strålebehandling har ødelagt ægcellerne
- Personer med medfødt svigt af æggestokkene
- Kvinder med udtømt æggestoksreserve i utide
- Homoseksuelle par, der ønsker et barn med begge partneres genetiske materiale
- Patienter med genetiske mutationer, der påvirker dannelsen af æg
- Unge kvinder efter transplantationer eller autoimmune sygdomme, der har skadet deres reproduktive organer
I en sådan medicinsk virkelighed ville en lille hudprøve være nok til at skabe en oocyt med genetisk forbindelse til den pågældende person. For kvinder ville det betyde mulighed for at omgå brug af donoræg og bevare en fuld genetisk tilknytning til barnet. Det mest vidtgående scenarie vedrører mandlige par. Teoretisk set er der intet til hinder for at tage en hudcelle fra den ene partner, omdanne den til en oocyt og befrugtes med den andens sædceller.
Det er en helt ny forældreskabskonfiguration, som hverken jura, medicin eller etik hidtil har stået overfor. Forskerne understreger, at der vil gå mindst flere år med intensiv forskning, inden nogen overhovedet kan overveje klinisk anvendelse. Der er også behov for dyremodelforsøg og langt bredere sikkerhedsanalyser.
Hvilke etiske og juridiske udfordringer metoden rejser
Når forskere begynder at producere kønsceller fra celler, der oprindeligt ikke havde en reproduktiv funktion, begynder grænsen mellem almindeligt væv og et potentielt livs begyndelse at blive udvisket. En hudcelle, som nogen efterlader på en kop eller en tandbørste, ophører med blot at være biologisk affald. Spørgsmålet opstår om, hvem der ejer det reproduktive potentiale lagret i kroppens celler, og hvor langt et samtykke til dets anvendelse kan række.
Visse lande, som Australien, har meget restriktive regler vedrørende dannelse af embryoner i laboratoriet. Juridiske eksperter advarer om, at sådanne eksperimenter kan berøre områder, der formelt er forbudt, fordi definitionen af hvad en celle bestemt til formering er, ændres. Eksperter inden for reproduktionsmedicin fremhæver desuden, at forskningstransparens og strengt tilsyn er uundværligt.
Det handler ikke kun om samfundsmæssig konsensus, men også om fremtidige børns sikkerhed. Aneuploiditet, fraværet af rekombination, mulige forstyrrelser i genomisk imprinting (forskelle i aftrykket fra moderens og faderens gener) – alt dette kan give sig udslag i sygdomme, vi i dag ved meget lidt om.
Et barn skabt fra hudceller fra to mænd ville have en helt anderledes fordeling af nedarvede genomiske aftryk end et barn fra et klassisk mand-kvinde-forhold. Jurister og bioetikere er begyndt at diskutere, hvordan sådant forældreskab kan anerkendes inden for rammerne af gældende lovgivning. Samtidig opstår der bekymringer om kommercialiseringen af denne teknologi. Hvis den nogensinde kommer til private klinikker, kan den blive endnu et luksuriøst redskab inden for reproduktionsmedicin, der kun er tilgængeligt for de velhavende.
Hvad fremtiden bringer, og hvad vi skal forberede os på
For mange mennesker lyder beskrivelsen af at omdanne en hudcelle til en oocyt abstrakt. Det er værd at betragte det som en meget avanceret form for cellulær omprogrammering. Nutidens biologi er allerede i stand til f.eks. at omdanne hudceller til neuroner eller hjertemuskeceller ved at fremstille såkaldte stamceller og derefter differentiere dem i den ønskede retning.
Skabelsen af oocyter fra hudceller er endnu et skridt på denne vej – blot samfundsmæssigt langt mere følsomt. Denne gang handler det ikke om at reparere et organ hos en specifik patient, men om at forme det genetiske materiale hos et fremtidigt menneske. Lykkes denne forskningslinje, vil medicinen få et magtfuldt redskab – evnen til at genskabe frugtbarhed hos personer, der af forskellige årsager har mistet deres ægceller.
Med i pakken følger dog en mængde dilemmaer, som ingen simpel regulering vil besvare. Fra praktiske sikkerhedsspørgsmål over samtykke til brug af væv til spørgsmålet om, hvordan man definerer slægtskab og genetisk tilhørsforhold i familier, som nutidens lovgivning endnu ikke forudser. Specialister fra universiteter som Stanford og Cambridge advarer allerede nu om nødvendigheden af international koordinering af reglerne.
Læger inden for reproduktionsmedicin opfordrer os samtidig som samfund til at afklare vores prioriteter. Ønsker vi at maksimere mulighederne for at få genetisk beslægtede børn, eller handler det om at minimere sundhedsrisici? Og er vi parate til at acceptere de nye former for forældreskab, som denne teknologi medfører?
