Lidské buňky zatím nelze jednoduše terapeuticky klonovat

Terapeutické klonování má obrovský význam.

Výhodou takové tvorby buněk je, že dokonale tolerují pacientův imunitní systém, mohou tedy posloužit pro rekonstrukci tkání a orgánů metodami tkáňového nebo orgánového inženýrství. Kompletní proceduru terapeutického klonování se podařilo zvládnout u pokusných zvířat, např. myší nebo makaků. Při práci s lidskými buňkami narážejí vědci na celou řadu problémů.

Koncept terapeutického klonování je prostý. Jádro somatické buňky odebrané pacientovi je vneseno do enukleovaného oocytu – tedy oocytu zbaveného jaderné dědičné informace. Vznikne tak embryo, které se vyvíjí až do stadia blastocysty, kdy je jasně odlišen embryoblast a trofoblast.

Z embryoblastu vykultivují lékaři embryonální kmenové buňky. Ty následnou kultivací v podmínkách in vitro diferencují na typ somatických buněk, jež jsou využitelné pro léčbu nemocného. Pacientovi může být odebrán třeba fibroblast kůže a výsledkem celé procedury jsou například beta‑buňky Langerhansových ostrůvků pankreatu pro diabetika nebo dopaminergní neurony pro pacienta s Parkinsonovou chorobou.

Úskalí terapeutického klonování

Názorně demonstroval propastný rozdíl mezi terapeutickým klonováním u myší a člověka tým Dietera Egliho z New York Stem Cell Foundation ve studii zveřejněné ve vědeckém časopisu Nature Communications. Po přenosu jádra myší somatické buňky do enukleovaného myšího oocytu vzniká životaschopné embryo, které se vyvine do stadia blastocysty a vytvoří embryoblast použitelný k tvorbě embryonálních kmenových buněk.

Stejně vytvořené lidské embryo se do stadia blastocyty nevyvine a hyne v podstatně ranějších stadiích vývoje. Tvorba embryonálních kmenových buněk nepřipadá v úvahu. Důvody omezeného vývojového potenciálu u lidských embryí vzniklých přenosem jader somatických buněk nejsou jasné. Egli a jeho spolupracovníci zjistili, že tato embrya mají narušen proces reaktivace embryonálního genomu.

Zrající lidský oocyt je transkripčně inaktivní. To znamená, že podle jeho genů nejsou syntetizovány nové molekuly RNA. Oocyty tak nejen během zrání, ale dokonce i při oplození a po něm (v prvních embryonálních buněčných mitotických cyklech) syntetizují bílkoviny podle RNA syntetizované během vzniku oocytu.

Tato zásoba mateřské RNA slouží lidskému embryu až do stadia čtyř buněk. Pak je mateřská RNA aktivně dezintegrována a musí být nahrazena RNA nově syntetizovanou podle genů embrya. Lidská embrya vzniklá přenosem jader somatických buněk nedokážou syntetizovat RNA podle embryonálních genů.

Příčinu tohoto defektu musíme hledat v následcích procedury enukleace. Když je z oocytu odstraňována jeho dědičná informace, je vyňata i s okolní cytoplazmou a dělicím vřeténkem tvořeným z mikrotubulů. S mikrotubuly, chromosomy a dalšími komponentami oocytu může být při enukleaci odstraněna i molekula nebo více typů molekul, jež jsou důležité pro reaktivaci embryonálního genomu. Jádro somatické buňky, které se při klonování do enukleovaného oocytu vnáší, tento deficit nenahradí.

Triploidní kmenové buňky

Tato fakta vyplývají z výsledků dalšího Egliho experimentu, při kterém vědci vnášeli jádra lidských somatických buněk do oocytů, jimž byla ponechána jejich vlastní dědičná informace. Kombinací haploidního genomu oocytu a diploidního jádra somatické buňky vzniká triploidní embryo.

To je samozřejmě s ohledem na počet chromosomů defektní. Jeho předimplantační vývoj však probíhá nerušeně. U těchto embryí dochází k potřebné reaktivaci genomu a vyvíjejí se do stadia blastocysty, kdy je u nich jasně vytvořený embryoblast.

Jak uvádějí Egli a spol. v publikaci zveřejněné v časopisu Nature, z embryoblastů triploidních embryí vzniklých přenosem jader somatických buněk do neenukleovaných oocytů lze vykultivovat lidské embryonální kmenové buňky. I ty mají defektní triploidní genom, ale jejich pluripotentní diferenciační potenciál (tj. schopnost diferenciace na jakýkoli typ buněk dospělého lidského organismu) se zdá nenarušen.

Triploidní embryonální kmenové buňky nelze využít pro buněčnou terapii nebo tkáňové a orgánové inženýrství z několika důvodů. První je samotný triploidní genom. Druhý pak přítomnost jedné sady chromosomů dárkyně oocytu. Exprese proteinů podle této sady chromosomů způsobí, že buňky získané pro terapii by nebyly imunitně kompatibilní s dárcem somatické buňky. Jeho imunitní systém by je rozeznával jako cizorodé.

Etická úskalí

S použitím lidského oocytu pro terapeutické klonování se pojí významný etický problém, s nímž se potýkal i Dieter Egli. Spotřeba oocytů je při podobných experimentech poměrně vysoká. Vědci se přitom snaží vyhnout použití oocytů, které byly získány stimulací pacientek při léčbě neplodnosti postupy asistované reprodukce. Tyto ženy mají významné reprodukční problémy a ty mohou vyvěrat i z nízké kvality jejich oocytů.

Proto jsou upřednostňovány oocyty darované zdravými dárkyněmi. O dárcovství oocytů však není velký zájem. Náhled některých žen na dárcovství oocytů se změní, pokud je jim za oocyty nabídnuta finanční kompenzace.

Většina bioetiků považuje platby dárkyním oocytů za neetické. Celá procedura stimulace dárkyně hormony a následný odběr dozrálých oocytů je nejen nepříjemná, ale provázejí ji i určitá zdravotní rizika. Po stimulaci hormony trpí některé ženy psychickými problémy, např. velkými výkyvy nálady nebo depresemi.

Někdy může dojít i k život ohrožujícím zdravotním komplikacím, například trombóze a embolii. Bioetici namítají, že platba může k dárcovství zlákat i ženy, které se ocitly v tíživé ekonomické situaci a které by se bez vidiny odměny k dárcovství oocytů nikdy neodhodlaly.

Jihokorejský biolog Woo Suk Hwang spotřeboval při pokusech o vytvoření lidských embryonálních kmenových buněk terapeutickým klonováním asi 2 000 lidských oocytů. Všechny pocházely od zdravých dárkyň. Některá získal od dárkyň, které dostaly zaplaceno asi 1 500 dolarů.

Za úplatu byly pro Hwangovy pokusy získávány lidské oocyty i v době, kdy to už jihokorejská legislativa zakazovala. Hwang proto vykazoval všechny dárkyně jako neplacené dobrovolnice. K dárcovství však brutálním psychickým nátlakem donutil i některé své spolupracovnice a studentky. Nadějné výsledky Hwangových experimentů se ukázaly nakonec jako podvod a Hwang je nyní souzen kromě jiného i za porušení zákonů regulujících dárcovství oocytů.

Dieter Egli zpočátku pracoval ve státě Massachusetts, kde jsou platby dárkyním oocytů zakázány. Egli se pokoušel získat po dva roky bezplatné dárkyně rozsáhlou osvětovou a reklamní kampaní. Nakonec získal ke spolupráci jen jednu jedinou ženu. Přešel proto do newyorských laboratoří provozovaných nadací New York Stem Cell Foundation. V New Yorku je platba dárkyním oocytů legální a používá se i k získávání oocytů pro asistovanou reprodukci. Dárkyně dostává 8 000 dolarů.

Egliho spolupracovníci při pohovoru se zájemkyněmi o dárcovství oocytů nabízeli uchazečkám volbu mezi darováním oocytů pro asistovanou reprodukci a pro výzkum. Byli překvapeni poměrně velkým zájmem o dárcovství na výzkumné účely. S Eglim se rozhodlo spolupracovat šestnáct žen, od nichž získali vědci 270 oocytů potřebných k průlomovým pokusům.

Harvardský biolog a přední světový odborník v problematice lidských embryonálních kmenových buněk Kevin Eggan z Harvard University se v rozhovoru pro vědecký týdeník Science vyjádřil, že chápe obavy z ekonomického tlaku na potenciální dárkyně oocytů jako oprávněné. Zákaz plateb za darování oocytů však považuje za extrémní opatření, které omezí další pokrok ve výzkumu.

„Teď, když vím, co všechno je ve hře, považuji za správné, aby ženy dostaly slušnou kompenzaci. Ne přehnanou, ale slušnou,“ řekl Eggan pro Science.

autor: Prof. Ing. Jaroslav Petr, DrSc

Medicval Tribune

Zdroj: Medical Tribune