Mikromanipulace pro prevenci chorob vyvolaných mutací mtDNA
Dolní sněmovna britského parlamentu 3. února 2015 zrušila dosud platný zákaz „nahrazování mitochondrií“. Technika zabrání při asistované reprodukci přenosu mitochondriálních mutací z matky na dítě. Podle analýz zveřejněných v New England Journal of Medicine by mohlo jen ve Velké Británii využít tuto techniku 2 500 žen v reprodukčním věku.
S onemocněním vyvolaným mutací mitochondriální DNA (mtDNA) přichází na svět asi jedno z pěti tisíc narozených dětí. V současnosti je popsáno asi 120 dědičných onemocnění způsobených mutacemi mitochondriální DNA a podobný počet onemocnění vzniklých ze stejné příčiny zatím nebyl podle odhadu genetiků identifikován. Zhruba 400 známých mutací mitochondriální DNA společně s dalšími typy jejích defektů má podíl na vzniku širokého spektra onemocnění, jako jsou svalové dystrofie, různé typy poškození srdeční svaloviny, epilepsie, anémie, poškození sluchu či zraku, diabetes prvního i druhého typu a mnohé další. Některé mutace mitochondriální DNA vyvolávají onemocnění v kombinaci s mutacemi jaderné DNA.
Pro prevenci přenosu mitochondrií s defektní DNA z oocytu na embryo byly vyvinuty a úspěšně otestovány dvě techniky. Američtí biologové odebírají ze zralého oocytu ženy postižené mitochondriální mutací dělicí vřeténko s chromosomy a vnášejí je do cytoplazmy oocytu zdravé dárkyně zbaveného jeho vlastní jaderné dědičné informace. Mitochondrie v cytoplazmě oocytu dárkyně jsou prosté mutací. Britští biologové provádějí přenos jaderné dědičné informace ze zygoty ženy postižené mitochondriální mutací do zygoty zdravé dárkyně. Jako příjemcovské jsou vybírány zygoty vzniklé polyspermním oplozením in vitro, u kterých je vyloučen další normální vývoj. Z těchto zygot je před přenosem prvojader jejich dědičná informace odstraněna. Účinnost technik s ohledem na procento přenášených mitochondrií s mutacemi mitochondriální DNA byla ověřena na lidských oocytech a lidských zygotách. Bezpečnost obou postupů byla potvrzena experimenty na makacích. Mláďata narozená po přenosu jaderné dědičné informace do oocytu nebo do zygoty se narodila bez zjevných zdravotních postižení.
Jaderná dědičná informace je odebírána z oocytů i zygot pacientek s mutací mitochondriální DNA i s určitým objemem cytoplazmy, a tudíž i s určitým počtem mitochondrií. Nejvyšší podíl mitochondrií pacientky se dostává do rekonstruované zygoty při přenosu prvojader. Původní mitochondrie pacientky s mutací mitochondriální DNA mohou tvořit v celkové populaci mitochondrií nově rekonstruované zygoty kolem deseti procent. S dělicím vřeténkem a chromosomy je přenášeno méně mitochondrií a v nově rekonstruovaném oocytu tvoří mitochondrie pacientky s mitochondriální mutací asi jedno procento. Obecně platí, že pro nástup defektů v důsledku mutace mitochondriální DNA musí být v postižené tkáni zastoupení mitochondrií nesoucích mutaci podstatně vyšší. Obvykle musí podíl mitochondrií s mutacemi přesáhnout šedesát procent celkového počtu mitochondrií v buňkách. Z toho vyplývá, že přenos jaderné dědičné informace mezi zygotami či zralými oocyty by neměl představovat problém. Je ale třeba brát v úvahu, že mitochondrie s některými závažnými mutacemi jsou replikačně zvýhodněny, a ty pak mohou během organogeneze či regenerace tkání nabývat v orgánech na četnosti.
Potenciálně se nabízí ještě účinnější technika pro odstranění mitochondrií nesoucích mutace mitochondriální DNA. Ta byla v loňském roce ověřena na myším modelu. Využívá skutečnosti, že při zrání oocytu je vyloučena polovina jeho dědičné informace v prvním pólovém tělísku. Cytoplazma pólového tělíska obsahuje jen minimum mitochondrií, ale jeho jaderná dědičné informace je naprosto rovnocenná s jadernou dědičnou informací oocytu. Pokud je dědičná informace pólového tělíska přenesena do cytoplazmy oocytu dárkyně zbaveného vlastní jaderné dědičné informace, tvoří mitochondrie s mutovanou DNA v cytoplazmě nově rekonstruovaného oocytu asi jednu desetinu procenta z celkového počtu mitochondrií. Další výhodou této techniky je, že odebrání pólového tělíska je podstatně jednodušší než odebrání dělicího vřeténka s chromosomy z oocytu nebo odebrání prvojader ze zygoty. Zda se tato technika prosadí a nahradí dvě starší techniky, se ukáže až po testech na primátech a po ověřovacích pokusech na lidských oocytech.
Před hlasováním v parlamentu proběhla ve Velké Británii poměrně rozsáhlá diskuse odborníků, byla provedena informační kampaň a na ni navázala veřejná diskuse. Jednou z klíčových etických otázek byl fakt, že narozené dítě ponese jadernou dědičnou informace otce a matky s mitochondriální dědičnou informací dárkyně (s malou příměsí mitochondriální dědičné informace matky). Laická veřejnost označuje takové děti jako potomky „tří rodičů“. V Británii bylo přistoupeno k hlasování v parlamentu na základě společenského konsensu, že přínos techniky pro prevenci závažných dědičných onemocnění je významný, případná biologická rizika jsou nízká a etické problémy nejsou závažného rázu.
Zdroj: Medical Tribune