Muži tvoří ve varlatech spermie, ženám vznikají ve vaječnících vajíčka. Tak to bylo, je, ale možná už brzy nebude. Aspoň ne v případech, kdy se do tvorby pohlavních buněk vloží moderní biologie. Ta si klade za cíl vytvořit z ženských buněk spermie a z mužských buněk vajíčka. Není to jednoduché, protože tvorbu pohlavních buněk diktuje naše dědičná informace.
Člověk má dědičnou informaci rozdělenou do 46 porcí, tzv. chromozomů. Pohlaví je určeno jednou dvojící chromozomů, kterou u žen tvoří dva chromozomy X a u mužů pak chromozom X spolu s chromozomem Y.
Mužské buňky s chromozomem Y nedokážou vytvořit vajíčko a naopak, ženské buňky postrádající tento „mužský“ chromozom nezvládají tvorbu spermií. To platí, pokud se do věci nevloží biologové. Mistry jsou v tomto oboru japonští vědci vedení Katsuhikem Hayashim z univerzity v Osace.
Nejnověji dokázal Hayashiho tým vypěstovat ze samčích buněk vajíčka a z těch pak získat zdravá myší mláďata. Výsledky jejich experimentu zveřejnil vědecký časopis Nature.
Rošáda s pohlavními chromozomy
Jako základní „surovinu“ použili vědci tzv. embryonální kmenové buňky, které lze vypěstovat z raného embrya. Tyto buňky se v laboratorních podmínkách neomezeně množí a za vhodných podmínek mají schopnost proměny v jakýkoli typ buněk dospělého těla. Při správných podmínkách se mohou v laboratoři proměnit i na vajíčka nebo spermie.
Hayashi a spol. použili k tvorbě embryonálních kmenových buněk myší zárodky, které nesly pohlavní chromozomy X a Y a z kterých by se narodili samci. Proto u těchto embryonálních kmenových buněk nepřipadala proměna na vajíčka do úvahy. Buňkám přebýval chromozom Y a chyběl jim druhý chromozom X.
To ale dokázali japonští biologové „napravit“. Využili skutečnosti, že laboratorně pěstované embryonální kmenové buňky občas nějaký chromozom ztratí a jindy si zase jiný chromozom namnoží. Jde o defekty při dělení buněk, ale ty se daly v tomto experimentu dobře využít.
Nejprve vědci množili embryonální kmenové buňky tak dlouho, dokud u některých nezjistili ztrátu chromozomu Y. Tyto buňky tak měly jen 45 chromozomů a z páru pohlavních chromozomů jim zbyl jen jeden chromozom X. Nyní Hayashi a spol. potřebovali, aby se buňky zmýlily při množení podruhé a zmnožily si „osiřelý“ chromozom X na dvojici.
Tomu napomohli kultivací buněk s látkou zvanou reverzin. Když konečně získali embryonální kmenové buňky s dvojicí X chromozomů, měli vlastně vyhráno, protože tvorbu vajíček z embryonálních kmenových buněk má Hayashiho laboratoř „v malíčku“.
Takto laboratorně vypěstovaná vajíčka se po umělém oplození ve zkumavce vyvíjela v embrya. Po přenosu šesti set takto získaných embryí se narodilo kolem sedmdesáti mláďat. Úspěšnost techniky je tedy na úrovni jednoho procenta.
Do deseti let na klinikách?
Katsuhiko Hayashi je přesvědčen, že do deseti let by se mohla technika dostat do praktického využití při léčbě neplodnosti u lidí. Řada expertů je ale podstatně skeptičtější a poukazuje na fakt, že u lidských buněk bude proces podstatně složitější. Nebude možné použít lidské embryonální kmenové buňky, protože ty neponesou dědičnou informaci muže, kterému bude třeba vyrobit vajíčka.
Vědci budou muset využít jiný typ kmenových buněk, tzv. indukované pluripotentní kmenové buňky, které se dají vypěstovat z tělních buněk, např. z buněk kůže. Ty sice ponesou kompletní dědičnou informaci „klienta“, ale všechny laboratorní práce s nimi budou podstatně komplikovanější.
Vědci je nemají tak „ochočené“ jako embryonální kmenové buňky. Před převodem techniky do humánní sféry bude nutné velmi důkladně prověřit její bezpečnost, aby se předešlo narození postiženého dítěte. Ani to nebude jednoduché a vyžádá si to svůj čas.
Pro využití techniky vyvinuté Hayashiho týmem se nabízí několik uplatnění. Asi největší diskuse se povedou kolem možnosti zajistit tímto způsobem početí dítěte párům mužských homosexuálů. I kdyby se ukázalo, že je to z ryze biologického hlediska bezpečné, bude lidstvo stát před klasickou bioetickou otázkou, zda smíme dělat vše, co umíme.
Techniku by bylo možné využít i k léčbě neplodnosti vyvolané u žen tzv. Turnerovým syndromem. Tyto ženy se rodí jen s jedním chromozomem X. Pokud by lékaři vypěstovali z buněk těchto žen indukované pluripotentní kmenové buňky, mohli by je pěstovat s reverzinem a zajistit v nich zdvojení chromozomu X.
Z takových buněk by pak bylo možné vypěstovat v laboratoři vajíčka a ta oplodnit „ve zkumavce“ spermiemi partnera. Ženy s Turnerovým syndromem by tak měly šanci na narození biologicky vlastního dítěte.
