Do sada je bilo jednostavno: radimo "one stvari", pa spermij pronađe jajnu stanicu (oocitu), spoje se, i to je početak novog života. No, istraživači iz Oregona upravo su pokazali da priča može izgledati i drukčije. U laboratoriju su iz stanica kože uspjeli stvoriti jajne stanice, oploditi ih spermijem i potaknuti njihov razvoj do ranog embrionalnog stadija. Rezultati su "vrući" – upravo objavljeni u časopisu Nature Communications – i predstavljaju prvi dokaz da se ljudske somatske (tjelesne) stanice mogu pretvoriti u gamete (spolne stanice) – s potencijalom koji je jednako revolucionaran koliko i kontroverzan.

Novi recept za život

Ljudska biološka priča o začeću zvuči prilično banalno: potrebna su dva partnera i njihove spolne stanice – jajna stanica i spermij. Spermij nosi polovicu genetskog koda, jajna stanica drugu polovicu - i iz te kombinacije nastaje embrij. No, što ako jajnih stanica nema? Što ako su žene ostale bez njih nakon bolesti, ili jednostavno zato što su prošle svoju reproduktivnu dob? Što ako muškarac ne proizvodi spermije? A što ako istospolni partneri žele imati dijete koje je genetski povezano s obojicom ili objema?

Tu na scenu stupa tehnika koju je razvio tim profesora Shoukhrata Mitalipova sa sveučilišta Oregon Health and Science. Oni su krenuli od obične ljudske kožne stanice. Iz nje su uzeli jezgru, u kojoj se nalazi kompletan genetski materijal. Tu jezgru su umetnuli u jajnu stanicu donora kojoj su prethodno uklonili vlastitu DNK. Proces je u osnovi sličan kloniranju – metodom kojom je svojedobno nastala slavna ovca Dolly. Ali problem je bio očit: takva „kožna jajna stanica“ imala je dupli set kromosoma, dok bi pravo jaje trebalo imati polovicu.

Zamislite prizor u laboratoriju -- petrijeva zdjelica osvijetljena odozdo, mikroskopske igle koje prenose jezgru iz jedne stanice u drugu, dok biolozi u bijelim kutama ustrajno ponavljaju postupak, svjesni da iza svake uspješne fuzije stoji niz neuspjeha: to je svakodnevica pionirskih eksperimenata na granici biologije i medicine.

Mitomejoza: prigodno izmišljena riječ

Priroda poznaje dva osnovna načina diobe stanica: mitozu (dijeljenje nakon kojega od jedne stanice nastaju dvije njezine kopije s "punim" brojem kromosoma), koja nas održava na životu, i mejozu, dijeljenje koje stvara spolne stanice - spermije i jajašca - svako od njih s upola manje kromosoma.

Istraživači iz Oregona kombinirali su to dvoje i osmislili postupak koji su nazvali „mitomejoza“. Cilj je bio natjerati jezgru stanice kože da iz sebe izbaci dio kromosoma -- sve dok ne ostane polovičan broj: 23 kromosoma – upravo onoliko koliko treba da se oplodnjom (dodavanjem 23 kromosoma iz spermija dobije embrij, s normalnim ljudskim brojem od 46 kromosoma (23 "majčina" i isto toliko "očevih").

Taj trik nisu postigli lako. Stanica se tvrdoglavo držala svih svojih kromosoma i zaglavila u metafazi, središnjoj fazi diobe. Zato su je znanstvenici doslovno „prodrmali“ elektrošokovima i posebnim inhibitorima koji blokiraju ključne enzime. Pod tim pritiskom, stanica je napokon iz sebe izbacila mali paket suvišnih kromosoma – i otvorila put oplodnji.

No to nije izgledalo nimalo uredno. U mnogim slučajevima stanica je izbacivala krive kromosome: umjesto da ostane po jedan od svakog para, ponekad bi se izgubio cijeli kromosom, a drugi duplicirao. U konačnici, nastajali su embriji koji su već u startu nosili pogrešan broj kromosoma, što je stanje poznato kao aneuploidija. Upravo zato istraživači ovu tehniku opisuju tek kao „dokaz koncepta“ (proof of concept), daleko od gotovog recepta za buduće roditeljstvo.

Što su pokazali pokusi?

U radu objavljenom u Nature Communications istraživači detaljno opisuju svoje eksperimente. Na ovaj način su uspjeli proizvesti ukupno 82 jajne stanice. Kada su ih oplodili ljudskim spermijima, dio njih je ušao u fazu ranog embrionalnog razvoja. Neki su u šest dana nakon oplodnje stigli do stadija blastociste (grudice embrionalnog tkiva od oko 200 stanica, što odgovara otprilike desetinama uzastopnih dioba od prve oplođene stanice). Nijedan embrije nije u laboratoriju razvijan dulje od šest dana, koliko trenutno iznosi granica propisana etičkim pravilima.

Analize su otkrile dvije stvari: prvo, da metoda povremeno funkcionira (kaže se 'povremeno' – jer je stopa uspješnosti bila oko 9 posto) i drugo, da je raspodjela kromosoma i dalje bila nesavršena. Stanica kože i dalje iz sebe ne izbaci željeni polovični set kromosoma, pa oplodnjom nastanu embriji s viškom ili manjkom kromosoma. Osim toga, postupak nije uključivao prirodnu rekombinaciju DNK, poznatu kao crossing-over, pa je genetski materijal ostajao manje raznolik nego u normalnoj mejozi.

Posebno zanimljivo bilo je promatranje kako se ti embriji razvijaju. Unatoč početnim greškama, neke su stanice uspjele nastaviti diobu, formirati unutarnju staničnu masu i započeti oblikovanje onoga što bi u prirodnim uvjetima bio početak tijela. No svaki od tih pokušaja završio je prije nego što je embrij dosegnuo sedmi dan. Istraživači nisu ni pokušali ići dalje - jer, kako je već rečeno, etički kodeks to strogo zabranjuje.

Znanost na rubu

Istraživači i sami priznaju da je do praktične primjene ovog koncepta u kliničkoj praksi put dugačak najmanje jedno desetljeće. Tehnika je tek dokaz koncepta, a sigurnosne i biološke prepreke su goleme. Potrebno je riješiti problem aneuploidije, nedostatak crossing-overa, kao i epigenetičke prepreke. Potrebno je i testirati hoće li takve umjetno stvorene jajne stanice pravilno prolaziti kroz sve kasnije faze razvoja embrija, uključujući implantaciju i diferencijaciju tkiva.

Na sve to treba dodati i sigurnosne provjere na životinjskim modelima, koji su već pokazali da je moguće dobiti održive potomke, ali uz visoku cijenu brojnih neuspjeha i abnormalnosti. Kod ljudi je ovo za sada tek prvi, još nespretan pokušaj, ali povijest medicine pokazuje da se tehnike sličnog stupnja nesavršenosti s vremenom mogu "izgladiti" i dovesti do rutinske primjene. Ono što se danas čini nesigurno i nevješto, sutra može postati rutina.

Podsjetimo se kako su izgledali prvi pokušaji oplodnje u epruveti 1970-ih. U početku su izazivali podsmijeh, strah i moralne panike, a Louise Brown, prva „beba iz epruvete“ postala je globalna senzacija. Danas se in vitro fertilizacija (IVF) smatra standardnom metodom, a milijuni ljudi rođeni su zahvaljujući toj tehnici.

Usporedbe radi, potrebno je podsjetiti da je i sama ovca Dolly u početku izazvala nevjericu, da bi kloniranje sisavaca potom postalo rutina u mnogim laboratorijima. Hoće li jednoga dana isto vrijediti i za umjetno stvorene gamete? Pitanje je vremena, znanstvenih rješenja, ali i društvene odluke koja mora biti donesena kroz otvorenu javnu raspravu i jasne zakonske okvire.

Zašto je ovo važno - i zašto je opasno

Ako bi se postupak usavršio, mogao bi pomoći milijunima parova koji danas nemaju šanse za biološko roditeljstvo. Žene koje su izgubile jajne stanice zbog terapije karcinoma, muškarci s ozbiljnim poremećajem spermatogeneze, parovi koji uopće ne proizvode gamete – svi bi mogli dobiti priliku za dijete s vlastitim genetskim materijalom. A otvorila bi se i mogućnost da istospolni parovi imaju potomstvo koje je genetski povezano s oba partnera.

Zamislimo, recimo, par muškaraca koji bi mogao imati dijete u kojem polovica DNK dolazi iz kože jednog partnera, a druga polovica iz spermija drugog. Ili pak par žena u kojem bi jedna dala stanice kože, a druga jajnu stanicu. To što je do jučer izgledalo kao scenarij iz znanstvene fantastike, sada se makar na razini eksperimenta počinje događati u stvarnosti.

Naravno, znanost ovdje ne stoji sama. Etika, pravo i društvo moraju odgovoriti na pitanja koja do jučer nisu postojala. Ako se od kožne stanice može napraviti jaje, što to znači za pojam roditeljstva? Tko je majka, a tko otac u kombinacijama koje dosad nisu bile moguće? Što znači „biološki roditelj“ kad se gamete mogu stvoriti od gotovo svake stanice u tijelu?

I gdje povući granicu između pomaganja neplodnim parovima i stvaranja dizajniranih beba? Stručnjaci upozoravaju da je povjerenje javnosti presudno – i da se svaka primjena mora razvijati pod snažnom regulativom i transparentnom raspravom. Povijest nas uči da tehnologija koja se krene koristiti prije nego što je društvo spremno prihvatiti njezine moralne i etičke konotacije i posljedice, u pravilu ne prolazi uspješno.

^{Igor „Doc“ Berecki je pedijatar-intenzivist na Odjelu intenzivnog liječenja djece Klinike za pedijatriju KBC Osijek. Pobornik teorijske i praktične primjene medicine i znanosti temeljene na dokazima, opušta se upitno ne-stresnim aktivnostima: od pisanja znanstveno-popularnih tekstova u tiskanom i online-izdanju časopisâ BUG, crtkanja računalnih i old-school grafika i dizajna, zbrinjavanja pasa i mačaka, fejsbučkog blogiranja o životnim neistinama i medicinskim istinama, sve do kuhanja upitno probavljivih craft-piva i sasvim probavljivih jela, te neprobavljivog sviranja bluesa.}