Från hudcell till ägg – en vetenskaplig milstolpe
Forskare i Oregon har lyckats skapa ett mänskligt ägg i laboratoriet som är genetiskt kopplat till personen vars hudcell användes. Metoden ligger fortfarande långt från klinisk tillämpning och väcker ett stort antal etiska frågeställningar.
Drömmen om att få ett biologiskt besläktat barn möter ofta en hård medicinsk verklighet. För personer vars kropp inte producerar egna ägg finns det i dag i princip bara ett alternativ: ett donerat ägg – vilket innebär ingen genetisk koppling till det blivande barnet.
Forskargruppen bakom upptäckten
En forskargrupp från Oregon Health & Science University har utvecklat en helt annorlunda metod. De tog hudceller och omvandlade dem till strukturer som beter sig som mänskliga ägg lämpliga för befruktning under laboratorieförhållanden. Arbetet beskrivs i den prestigefyllda tidskriften Nature Communications.
Forskarna använde en teknik kallad kärnöverföring kombinerat med konstgjord mitomeios. Syftet med metoden är inte att klona en människa, utan att framställa ett ägg med genetiskt material från en specifik person som inte själv bildar ägg. För många människor skulle detta i framtiden kunna innebära en revolution inom reproduktionsmedicinen.
Så förvandlas en hudcell till ett ägg
Kärnan i experimentet var somatic cell nuclear transfer, förkortat SCNT – alltså överföring av kärnan från en somatisk cell. Det är exakt samma metod som år 1996 resulterade i det berömda fåret Dolly. Nu har forskarna anpassat den för reproduktionsmedicinens behov.
Tillvägagångssättet bestod av flera steg. Först tog de en hudcell från en vuxen person. Från denna cell avlägsnade de kärnan, som innehåller en komplett uppsättning på 46 kromosomer. Kärnan överfördes sedan till ett donerat ägg, varifrån den ursprungliga kärnan redan avlägsnats. Det resulterande hybridägget innehöll DNA från personen vars hudcell använts.
I detta skede uppstod dock ett allvarligt biologiskt problem. Efter ett sådant ingrepp har cellen 46 kromosomer, medan ett korrekt ägg endast bör ha 23. Utan en minskning av kromosomantalet är det omöjligt att uppnå ett friskt embryo.
Mitomeios som nyckeln till kromosomproblemet
För att övervinna detta problem utvecklade forskarna en egenutvecklad procedur kallad mitomeiosis, som kombinerar element från mitos och meios. Under naturliga förhållanden är det just meiosen som reducerar antalet kromosomer i könscellerna.
Forskarna fick cellen att genomgå en experimentell delning som skulle avlägsna det överskjutande genetiska materialet och lämna kvar 23 kromosomer i det blivande ägget. För att framkalla denna process använde de bland annat roscovitine, ett ämne som blockerar utvalda enzymer som styr cellcykeln, samt korta elektriska impulser kända som elektroporering, vilka tillfälligt öppnar cellmembranet för specifika molekyler.
- En hudcell togs från en vuxen person
- Kärnan med en komplett uppsättning på 46 kromosomer avlägsnades från cellen
- Kärnan överfördes till ett donerat ägg utan egen kärna
- Det bildade hybridägget innehöll DNA från hudcellens ursprung
- Med hjälp av roscovitine och elektroporering framkallades en speciell celldelning
- Antalet kromosomer reducerades till nödvändiga 23
- Tekniken ICSI användes för att införa en spermiecell i det förberedda ägget
När celler med reducerat kromosomantal uppnåtts använde forskarna den välkända ICSI-tekniken från in vitro-procedurer. En enda spermiecell injicerades direkt in i det sålunda förberedda ägget.
Resultat som fortfarande är mestadels teoretiska
Trots det spektakulära konceptet visar de praktiska resultaten hur lång väg forskarna fortfarande har framför sig. Av 82 konstgjorda ägg utvecklades endast cirka 9 procent efter befruktning till blastocyststadiet, motsvarande ungefär sjätte dagen i embryots utveckling.
Vid in vitro-procedurer når 30 till 40 procent av embryon som uppstått naturligt från ägg och spermie ett motsvarande stadium. Resultatet från laboratoriet i Oregon är alltså inte ett totalt misslyckande, men det understryker tydligt behovet av ytterligare förbättring.
De största problemen visade sig på genetisk nivå. Samtliga bildade embryon hade störningar i kromosomernas fördelning. Med andra ord delade sig kromosomerna inte korrekt under celldelningen mellan ägget och de så kallade polkropparna, som annars skulle ha avlägsnat det överskjutande DNA:t.
Resultatet blev aneuploida embryon med felaktigt antal kromosomer eller felparade par. Sådant genetiskt material omöjliggör normal utveckling och leder till embryots död eller mycket allvarliga defekter. Forskarna påpekar dessutom att den konstgjorda processen saknar den klassiska genetiska rekombinationen som kännetecknar naturlig meios. Denna fas, där genetiskt material blandas, är viktig både för biologisk mångfald och för kromosomernas stabilitet.
Gruppen från OHSU arbetar nu med att förstå exakt hur kromosomerna arrangeras och fördelas under den konstgjorda delningen. Först när dessa mekanismer behärskas kan metoden närma sig praktisk tillämpning.
Hopp för personer utestängda från in vitro
Om tekniken blir säker och reproducerbar kommer den att förändra tillgången till infertilitetsbehandling – särskilt för grupper med mycket begränsade möjligheter idag. Kvinnor med för tidig äggstockssvikt, patienter som förlorat sin ovariella reserv efter kemoterapi eller strålbehandling, personer med medfödd frånvaro av ägg samt par som av medicinska skäl inte kan använda egna könsceller kan alla potentiellt dra nytta av metoden.
I ett sådant scenario skulle läkare kunna ta ett stycke hud, framställa ägg från det och använda dem i en in vitro-procedur. Barnet skulle ärva det genetiska materialet från personen som idag tvingas använda en anonym donator. Det skulle representera ett enormt framsteg inom reproduktionsmedicinen och ge tusentals människor ett nytt hopp.
Experimentet öppnar också för en ännu mer överraskande möjlighet: att använda en mans hudceller för att skapa ett ägg. Ett sådant ägg skulle kunna befruktas med en partners spermiecell. Resultatet skulle bli ett barn genetiskt kopplat till båda fäderna. Denna variant väcker starka känslor. Biologiskt sett uppstår problem kopplade till så kallad imprinting, alltså skillnader i markeringen av gener beroende på förälderns kön. Rättssystemen i de allra flesta länder tar inte alls hänsyn till sådana konstellationer.
Forskarna själva erkänner att kliniska tillämpningar är en fråga om minst tio år – om de överhuvudtaget blir möjliga. Arbetet befinner sig för tillfället inom grundforskning.
En lavin av etiska och juridiska frågor
Omvandlingen av en vanlig hudcell till en könscell undergräver den hittillsvarande biologiska ordningen. Gränsen mellan somatiska celler och könsceller upphör att vara entydig. Jurister och bioetiker påpekar att många lagar som reglerar konstgjord befruktning inte alls förutser ett sådant scenario.
I vissa länder skulle framställningen av ett embryo med hjälp av en hudcell redan idag kunna betraktas som olaglig, eftersom det inte passar in i den gällande definitionen av assisterad reproduktion. Experter inom reproduktionsmedicin understryker att det mest avgörande kriteriet för att tillåta denna teknologi i kliniker kommer att vara säkerhet.
Alltför frekventa fel i kromosomantalet, frånvaron av naturlig rekombination och oförutsägbara epigenetiska förändringar kan leda till genetiska sjukdomar, spontana aborter eller allvarliga utvecklingsdefekter. Innan någon överväger graviditet med ägg framställda från hud behövs åratal av forskning i djurmodeller och strikt internationell reglering. Den andra pelaren i regleringen handlar om transparens – forskarna uppmanar till tydliga regler för forskningens genomförande, rapportering av resultat och offentligt deltagande i debatten.
Vad denna teknik egentligen förändrar i vår syn på föräldraskap
Framställningen av ett ägg från en hudcell berör själva begreppet fertilitet. Hittills har äggstockar och testiklar definierat de biologiska gränserna för föräldraskap. Nu kan teoretiskt sett vilken cell som helst i kroppen med en komplett uppsättning kromosomer bli utgångspunkten för en könscell. Det skapar både hopp och oro för en kommersialisering av människolivet.
Om metoden om några årtionden blir säker kan läkare ha ett verktyg i handen som ger många människor möjlighet att återfå en känsla av kontroll över frågan om avkomma. Å andra sidan reser sig frågan om gränser för ingrepp: Ska den endast användas vid allvarliga hälsoproblem, eller bör bredare användning tillåtas – exempelvis för personer som skjuter upp moderskap till mycket sen ålder?
I diskussionen om denna teknologi är det också värt att förklara skillnaden mellan genetisk manipulation och själva tekniken för framställning av ägg. Forskarna föreslår inte barn med utvalda egenskaper – de försöker enbart skapa en naturlig könscell av annat ursprung. Risken för så kallade designerbarn härrör snarare från den parallella utvecklingen av genomredigeringsmetoder än från själva processen att framställa könsceller från hud. Kan denna väg i framtiden inte bara medföra medicinskt framsteg, utan också en djupare reflektion över vad föräldraskap egentligen betyder för oss?
