En vanlig hudcell blir ett ägg
Forskare vid Oregon Health & Science University har utvecklat en metod för att skapa mänskliga äggceller från hudceller. Det handlar fortfarande om ett experiment, men redan nu är det tydligt hur radikalt detta kan förändra behandlingen av infertilitet – och vår syn på föräldraskap.
Allt börjar med en vanlig hudcell. I dess kärna finns hela den genetiska informationen hos en specifik person. Forskarna skär ut denna kärna med precision och för över den till en donerad äggcell vars eget genetiska material dessförinnan har avlägsnats.
Resultatet är en hybridäggcell med donatorns cytoplasma och DNA från hudcellen. Problemet är att en sådan äggcell från början har 46 kromosomer – den fullständiga uppsättningen. En naturlig äggcell har bara 23, eftersom den måste förenas med 23 kromosomer från en spermie.
Forskargruppen har därför tagit fram en konstgjord metod för att tvinga cellen att göra sig av med hälften av sina kromosomer, så att befruktning liknande den naturliga ska bli möjlig.
Hur omvandlingen från hudcell till äggcell går till
Metoden kallas mitomeiosis – en kombination av celldelning som normalt styr vävnadstillväxt (mitos) och den typ som ger upphov till könsceller (meios). Cellen försätts i ett tillstånd där den beter sig som om den genomgår naturlig äggcellsbildning.
En central roll i denna konstgjorda meios spelar roskovitin – ett ämne som blockerar enzymer som styr celldelningscykeln. I kombination med elektroporation, det vill säga en kort elektrisk impuls som tillfälligt öppnar cellmembranet för vissa molekyler, lyckas man framkalla en ovanlig typ av celldelning.
Efter ingreppet vandrar en del av kromosomerna till strukturer som fungerar som så kallade polära kroppar, medan en reducerad uppsättning kromosomer stannar kvar i cellen. Om allt går som planerat blir cellen haploid – den innehåller 23 kromosomer, precis som en vanlig mänsklig äggcell.
Nästa steg är befruktning med hjälp av en standardteknik inom IVF – ICSI, där en enda spermie injiceras direkt i äggcellen. På detta sätt kan forskarna kontrollera om det laboratorieskabte ägget faktiskt fungerar som en äggcell och om det kan inleda tidig embryoutveckling.
Metodens nuvarande framgångsfrekvens och risker
Ur biologernas perspektiv representerar dessa tidiga resultat ett stort steg framåt. Ur en patients synvinkel rör det sig dock fortfarande om en avlägsen möjlighet. Av 82 konstgjorda äggceller var det bara en liten andel som ledde till embryon som överlevde till blastokyststadiet, ungefär dag sex i utvecklingen.
Det är just i detta skede som embryon normalt förs in i livmodern vid IVF-behandlingar. I det aktuella experimentet nådde ungefär 9 procent av embryona denna nivå. Intressant nog dör många embryon även vid naturlig befruktning eller klassisk IVF – normalt sett når bara 30 till 40 procent blastokyststadiet.
Samtliga embryon som skapades från hudcellsbaserade äggceller uppvisade allvarliga kromosomavvikelser som omöjliggör vidare sund utveckling. Vanligast var felaktig fördelning av kromosomer mellan äggcellen och de strukturer som ska avlägsna överskottet av genetiskt material.
Resultatet blir aneuploidi – ett felaktigt antal kromosomer eller felparrade kromosompar. I praktiken saknar ett sådant embryo möjligheten att bli ett friskt barn. Ytterligare ett problem är avsaknaden av den genetiska rekombination som är typisk för naturlig meios, det vill säga utbytet av DNA-fragment mellan kromosompar. Denna process förbättrar den genetiska kvaliteten hos avkomman.
Vilka patienter skulle kunna dra nytta av metoden i framtiden
Om tekniken kan förfinas skulle listan över möjliga mottagare bli lång. Det handlar framför allt om personer för vilka dagens medicin erbjuder mycket begränsade möjligheter till biologiskt föräldraskap.
- Kvinnor efter cancerbehandling där kemoterapi eller strålbehandling förstörde äggcellerna
- Personer med medfödd brist på fungerande äggstockar
- Kvinnor vars äggstocksreserv tömdes i förtid
- Samkönade par som önskar ett barn med bådas genetiska material
- Patienter efter benmärgstransplantation
- Unga kvinnor med genetiska mutationer som påverkar fertiliteten
I ett sådant medicinskt scenario skulle ett litet hudprov räcka för att generera en äggcell med genetisk koppling till den aktuella personen. För kvinnor skulle det innebära möjligheten att undvika äggdonation och bevara ett fullt genetiskt band till sitt barn.
Det mest långtgående scenariot gäller manliga par. I teorin hindrar ingenting från att ta en hudcell från den ena partnern, omvandla den till en äggcell och befrukta den med den andres sperma. Det är en helt ny konfiguration av föräldraskap som varken lagstiftning, medicin eller etik hittills har behövt ta ställning till.
Vart forskarteamet från OHSU riktar sina nästa steg
Teamet vid Oregon Health & Science University arbetar nu på att bättre kontrollera kromosomernas organisering och fördelning under den konstgjorda meiosen. Det handlar både om de kemiska substansernas sammansättning och om detaljerna i elektroporationsprotokollen samt tidsåtgången för de olika faserna.
Forskarna understryker att det krävs minst flera år av intensivt arbete innan någon ens kan börja tänka på att tillämpa tekniken på infertilitetskliniker. Studier på djurmodeller och betydligt mer omfattande säkerhetsanalyser är också nödvändiga.
Forskargruppen samarbetar med embryologiexperter vid University of Cambridge och reproduktionsläkare vid Mayo Clinic. Målet är att förstå varför felen i kromosomfördelningen uppstår och hur man säkerställer korrekt genomic imprinting.
Forskarna testar olika koncentrationer av roskovitin och tidpunkter för de elektriska impulserna. De experimenterar även med andra cellcykelinhibitorer, som reveromycin och purvalamin, för att ta reda på vilken kombination som ger bäst resultat.
Etiska dilemman och juridiska utmaningar med den nya tekniken
När forskare börjar tillverka könsceller från celler som ursprungligen saknade reproduktiv funktion suddas gränsen ut mellan vanlig vävnad och ett potentiellt livs begynnelse. En hudcell som någon lämnar kvar på en kaffekopp eller en tandborste är inte längre enbart biologiskt avfall.
Frågan uppstår om vem den reproduktiva potential som är inskriven i kroppens celler tillhör – och hur långt ett samtycke till dess användning egentligen sträcker sig. Länder som Australien har mycket restriktiv lagstiftning kring skapandet av embryon i laboratorium. Jurister påpekar att sådana experiment kan beröra formellt förbjudna områden, eftersom definitionen av vad som utgör en reproduktiv cell förändras.
Specialister inom reproduktionsmedicin framhåller också behovet av transparens i forskningen och noggrann tillsyn. Det handlar inte bara om samhällets godkännande, utan också om säkerheten för framtida barn. Aneuploidi, avsaknad av rekombination och möjliga störningar i genomic imprinting – allt detta kan ge upphov till sjukdomar vi ännu vet lite om.
Debatten begränsar sig inte till tekniska frågor. Själva begreppet familj – grundad på genetiska band – håller på att omdefinieras. Ett barn fött från hudceller från två män skulle ha en helt annan uppsättning ärvda genomiska avtryck än ett barn fött av en kvinna och en man.
Vad framtiden för reproduktionsmedicinen bär med sig
För många låter en sådan beskrivning abstrakt – och det kan vara lättare att se det som en mycket avancerad form av cellomrogrammering. Dagens biologi kan redan omvandla exempelvis hudceller till nervceller eller hjärtceller via stamceller och riktad differentiering.
Att skapa äggceller från hudceller är ytterligare ett steg på den vägen, men samhälleligt sett ett betydligt känsligare sådant. Den här gången handlar det inte om att reparera ett organ hos en enskild patient, utan om att forma det genetiska materialet hos en framtida människa. Om denna forskningslinje fortsätter att utvecklas får medicinen ett kraftfullt verktyg – möjligheten att återställa fertilitet hos personer som av olika skäl har förlorat sina äggceller.
Men med detta kommer en rad dilemman som ingen enkel reglering kan besvara. Från praktiska säkerhetsfrågor, via frågor om samtycke till vävnadsanvändning, till hur vi definierar genetisk nearhet i familjer som dagens lagstiftning ännu inte förutsett. Hur kommer ditt land att ställa sig till detta genombrott?
