New Scientist pranešė apie pirmąjį kūdikį, gimusį, panaudojus naują in vitro apvaisinimo technologiją, panaudojant trijų skirtingų žmonių DNR. Po sudėtingų manipuliacijų, berniukas, kuriam greitai bus pusė metų, gavo branduolio DNR iš motinos ir tėvo, o mitochondrijų DNR – iš moters donorės. Taip vaikas nepaveldėjo sunkios genetinės ligos iš savo motinos. Kas tai yra mitochondrijų perkėlimo metodas, kokie jo privalumai, kodėl jis kritikuojamas ir ar teisingas išsireiškimas „trijų gimdytojų vaikas“.

Kas yra mitochondrijos?

Tai mažučiai, lazdelės formos ląstelių komponentai, organoidai, turintys dvigubą membraną. Mitochondrijos atsako už ląstelės kvėpavimą ir energijos gamybą, jose vyksta biocheminiai procesai, deguonį ir maistinius elementus verčiantys į ATP (adenozintrifosfatas) – ląstelių energijos šaltinį. Be to mitochondrijos turi nuosavą DNR – mitochondrinę. Drauge su ląstelių branduolio DNR, jos saugo organizmo DNR informaciją.

1988 metais genetikas Douglas C. Wallace'as pirmą kartą išsiaiškino, kad mitochondrinės DNR mutacijos gali sukelti rimtas ligas. Mitochondriniai susirgimai pasitaiko vienam iš penkių tūkstančių (kitais vertinimais – 30–60 tūkstančių) žmonių, ir perduodami abiejų lyčių vaikams tik per motinos liniją, nes spermatozoidų mitochondrijos po apvaisinimo suyra. Wallace su kolegomis atrado mitochondrinių funkcijų ryšį su diabetu, Parkinsono liga, Alzheimerio liga ir Hantingtono liga, su klausos praradimu, inkstų ir kepenų nepakankamumu, kai kuriomis vėžio rūšimis. Išmokus mitochondrijų mutacijas „apeiti“, daugeliui porų atsirastų galimybė susilaukti sveikų vaikų, todėl mitochondrijų funkcijos ir vaidmuo aktyviai tiriami, kaip ir „trijų tėvų vaiko“ gavimo technologijos.

Kas vyksta, keičiant mitochondrijas?

Būsimas kūdikis vietoje motinos mitochondrinės DNR gauna ją iš neturinčios pavojingos mutacijos moters donorės. Šio metodo rezultatą vadinti „trijų tėvų“ kūdikiu galima tik su labai didelėmis išlygomis: žmogaus mitochondrijų genomas nedidelis, jame yra kiek mažiau, nei 17 tūkstančių bazių porų (iš maždaug 3 milijardų bazių porų, esančių visoje DNR) – ir šiuo atveju vaikas iš trečiojo žmogaus gauna~0,1% DNR.

Vaikų „gamyba“ iš trijų tėvų mokslas praktikuoja pastaruosius 20 metų. Iš pradžių tam buvo naudojamas citoplazmos pakeitimo metodas, kai prieš apvaisinimą, į motinos kiaušialąstę įterpiama moters donorės kiaušialąstės citoplazma (būtent citoplazmoje yra mitochondrinė DNR). Taip 1997 metais pasaulį išvydo pirmieji vaikai, turintys trijų žmonių DNR. Vėliau buvo sukurtos tobulesnės mitochondrijų donorystės technikos, kai ne donorės citoplazma perkeliama į motinos kiaušialąstę, o motinos kiaušialąstės branduolys perkeliamas moters donorės kiaušialąstę, iš kurios branduolys pašalintas. Šiuo atveju hibridinėje ląstelėje praktiškai nelieka motinos citoplazmos su „blogomis“ mitochondrijomis, ir smarkiai sumažėja tikimybė, kad vaikas paveldės mitochondrijos mutaciją.

Yra dvi mitochondrijų donorystės rūšys – probranduolinis perkėlimas (pronuclear transfer) ir branduolinis verpstinis perkėlimas (spindle nuclear transfer). Pirmuoju, probranduolinio perkėlimo atveju, tėvo sperma apvaisinami du oocitai, motinos ir donorės. Kol embrionai dar vienaląsčiai, iš jų pašalinami ląstelės branduoliai, ir motinos branduolys perkeliamas į donorės ląstelę; paskui visa tai patenka į būsimos motinos įsčias, o likusi medžiaga sunaikinama. Probranduolinis perkėlimas poroms su mitochondrijų ligomis pirmą kartą Didžiojoje Britanijoje leistas 2015 metais.

Antrasis, branduolinio verpstinio perkėlimo būdas taip pavadintas pagal dalijimosi verpstę (spindle) – struktūrą, susidarančią ląstelėje prieš jai dalijantis ir padedančiai chromosomoms atsiskirti į priešingus ląstelės polius. Taikant šį būdą, motinos ląstelės branduolys iš pradžių perkeliamas į donorės ląstelę ir tik paskui apvaisinamas. Būtent šį metodą Niujorke esančio reprodukcinių technologijų New Hope Fertility centro mokslininkai, vadovaujami John Zhango, pasiūlė jordaniečių porai; žmonos mitochondrinėje DNR yra mutacija, sukelianti Leigh sindromą – susirgimą, nuo kurio mirė du ankstesni poros vaikai. Po procedūros 2016 metų balandį gimė berniukas, kuriam gydytojai Leigh sindromo požymių neaptiko. Tai pirmasis „trijų tėvų“ kūdikis, gimęs, panaudojus tokią technologiją.

Amerikietis embriologas Jack Cohen, pirmasis istorijoje atlikęs citoplazmos pakeitimo procedūras, pasveikino Zhango darbą ir mano, kad būtina ir toliau šia kryptimi vykdyti eksperimentus. Nature duomenimis, dabar Cohenas rengiasi publikuoti tyrimą 13 iš 17 vaikų, su jo pagalba gimusių motinoms, turinčioms mitochondrinių susirgimų, dešimtojo dešimtmečio pabaigoje. Mokslininkas publikavimo detalių neatskleidžia, tačiau tvirtina, kad „vaikai neturi ryškių sveikatos problemų“.

Kodėl šie metodai kritikuojami?

Nepaisant svarbios ir perspektyvios technologijos veikimo patvirtinimo, naujiena apie berniuką, gimusį, panaudojus verpstinio perkėlimo techniką, susidūrė su kritika. Skeptikai pažymi, kad dar anksti kalbėti apie proveržį. Mokslo bendruomenė negali galutinai įvertinti Zhango ir jo komandos darbo rezultatų, nes visus duomenis embriologai žada pristatyti tik po kelių savaičių – Amerikos reprodukcinės medicinos asociacijos suvažiavime, spalio 15 – 19 d. vyksiančiame Salt Lake Cityje. Dabar prieinamoje publikacijoje procedūra aprašoma tik bendrais bruožais.

Mokslininkus neramina tai, kad mitochondrijų perkėlimas negarantuoja šimtaprocentinės vaiko ligos prevencijos: nesveikos mitochondrijos į hibridinę kiaušialąstę gali prasmukti ir perkeliant motinos branduolį. Remiantis Zhango straipsniu, apie 5 procentus motinos mitochondrinės DNR teko embrionui, dėl to mutacijos aptiktos 1,6% vaiko DNR. Tai pernelyg mažai, kad galėtų išsivystyti Leigh sindromas (jis pasireiškia, tik jei mutacijų lygis siekia 20%), tačiau,pasak Dietricho Egli iš New York Stem Cell Foundation, toks pažeidimų lygis gerokai viršija pasiektąjį laboratoriniais bandymais. Tai gali liudyti netinkamą procedūros atlikimą, pareiškė embriologas, kas gali sumažinti šansą, kad mitochondrinę donorystę leis reguliuotojai.

Mitochondrinio perkėlimo technologijos susiduria ir su nemoksline kritika, prieš ją pasisako religiniai veikėjai ir manantieji, kad progresas „atvers duris eugenikai“ ir tikslingam „pagerinto“ žmogaus kūrimui. Kaip bebūtų keista, verpstinio perkėlimo metodas dalį etinių prieštaravimų gali panaikinti. Naudojant šią technologiją, kitaip nei probranduolinio perkėlimo atveju, apvaisinama tik viena, hibridinė kiaušialąstė ir vienas ląstelės branduolys nesunaikinamas. Taigi, šį būdą turėtų ramiau priimti ta visuomenės dalis, kuri embrionus laiko žmonėmis, turinčiais teises ir kuriuos reikia saugoti. „Gelbėti gyvybes, štai kas etiška“, – pabrėžia Zhangas.

Komentarai ()