Přenos prvojader dává šanci mnoha matkám

Četnost výskytu závažných mitochondriálních mutací se v populaci odhaduje na 1 : 250. Zdaleka ne všichni nositelé mutací mitochondriální DNA jsou však homoplazmní a v případě heteroplazmie rozhoduje o fenotypu četnost mitochondrií nesoucích mutaci. Jako patologické se obvykle manifestují stavy, kdy je v tkáni více než 60 % mutované mitochondriální DNA. V poslední době byl odhalen značný význam de novo mutací mitochondriální DNA. Jak zděděné, tak i nově vzniklé mitochondriální mutace mohou vyvolávat řadu závažných onemocnění. Paří k nim onemocnění nervového systému či svalstva. Podíl mitochondriálních mutací se předpokládá i při vzniku kardiovaskulárních onemocnění, diabetes mellitus, osteoporózy a dalších chorob. Choroby přímo podmíněné mutacemi mitochondriální DNA se vyskytují v evropské populaci v poměru zhruba 1 : 10 000.

Mitochondriální DNA se dědí výhradně maternálně. Přestože při oplození vnáší spermie do vajíčka několik desítek mitochondrií paternálního původu, je paternální mitochondriální DNA za normálních okolností degradována proteasomem.

Paternální přenos mitochondriální DNA byl prokázán jen výjimečně, v případech, kdy byl otec nositelem závažné mitochondriální mutace.
Účinné postupy, které by zabránily onemocnění vyvolanému mitochondriální mutací, nejsou k dispozici. Určitou roli v prevenci může sehrát genetické poradenství. Embrya nositelek patogenních mitochondriálních mutací mohou být podrobena předimplantační genetické diagnostice. Ženy, jejichž oocyty nesou v cytoplazmě vysoký podíl mitochondrií s mutovanou DNA, však prakticky nemají šanci na narození zdravého dítěte.

Přenos prvojader

Tým britských vědců z Newcastle University pod vedením Lyndsey Cravenové vyvinul techniku, která výhledově nabízí matkám s poškozenou mitochondriální DNA šanci na početí zdravého dítěte. Pro pokusy, jejichž výsledky zveřejnil prestižní vědecký týdeník Nature, využili vědci lidské abnormální zygoty vzniklé oplozením in vitro. Využili monopronukleární zygoty, které vznikly spontánní partenogenetickou aktivací oocytu bez penetrace spermie, a tripronukleární zygoty vzniklé polyspermním oplozením.

Lyndsey Cravenová a její kolegové enukleovali prvojádra z monopronukleárních zygot, a vytvořili tak cytoplast prostý jaderné DNA. Do něj pak pomocí buněčné fuze vpravili prvojádra enukleovaná z tripronukleárních zygot. Při enukleaci je prvojádro odebráno i s určitým minimálním množstvím cytoplazmy. Snahou embryologů bylo snížit objem cytoplazmy přenášené s prvojádrem na minimum, aby se tak snížila pravděpodobnost přenosu mitochondrií. V optimálním případě měla mít zygota rekonstruovaná přenosem prvojader výhradně mitochondrie recipientní zygoty a jadernou DNA dárcovské zygoty. Následné analýzy mitochondriální DNA však ukázaly, že se embryologové přenosu mitochondrií s prvojádrem nevyhnuli. Rekonstruované zygoty nesly v průměru 2 % mitochondriální DNA z dárcovské zygoty.

Důležité byly výsledky testů vývojové schopnosti rekonstruovaných zygot. Ani ty nedopadly úplně dobře. Vědci přenesli prvojádra z 80 zygot. Do stadia blastocysty se z nich vyvíjelo necelých 9 procent. Tripronukleární zygoty, které nebyly podrobeny přenosu prvojader, se v podmínkách in vitro vyvíjely s dvojnásobně vyšší úspěšností. Už z toho je patrné, že přenos prvojader snižuje životaschopnost a vývojovou kompetenci manipulovaných zygot.

"V zásadě jsme ale ukázali, že základní principy této techniky fungují a bude je možné využít k tomu, aby se mitochondriální choroby nepřenášely z matky na dítě," řekl v rozhovoru pro Nature člen výzkumného týmu Douglas Turnbull.

Etické otazníky

V loňském roce provedl obdobné experimenty na makacích tým vedený Shoukhratem Mitalipovem z Oregon Health & Science University v americkém Portlandu. Vědci odebrali jadernou dědičnou informaci ze zralého oocytu ve stadiu meiotické metafáze II a vnesli ji do oocytu, z nějž jeho vlastní metafází chromosomy odstranili. Následně provedli u manipulovaných oocytů oplození in vitro. Po přenosu vzniklých embryí náhradním matkám se narodila čtyři mláďata, u nichž se ani po roce neprojevují žádné vývojové defekty či patologické stavy, jež by bylo možno připsat na vrub nežádoucím účinkům přenosu metafázních chromosomů. Mitalipovův postup využívající neoplozená vajíčka je obecně vnímán jako eticky přijatelnější. Tým Lyndsay Cravenové používá zygoty. Pokud by vznikly fyziologickým oplozením, měly by už ustanoven embryonální genom a disponovaly by potenciálem vyvinout se v člověka. Dárcovská zygota, z níž jsou odebrána prvojádra, zaniká, což je pro řadu lidí nepřijatelné. Jakékoli zásahy do embrya a jeho ničení odmítá například římskokatolická církev, konzervativní protestanti nebo buddhisté.

Douglas Turnbull jedná s britskou Human Fertilisation nad Embryology Authority (HFEA) o tom, jaké další ověřovací pokusy bude nutné provést, aby HFEA mohla tuto techniku povolit jako metodu pro prevenci přenosu mitochondriálních dědičných onemocnění. Shoukhrat Mitalipov vede podobná jednání s americkou Food and Drug Administration. Nedělá si velké iluze o tom, že cesta ke schválení přenosu metafázních chromosomů v oocytech bude hladká. Postup naplňuje některé charakteristiky technik zahrnovaných do tzv. zárodečných genových terapií, při kterých se provádí cílený zásah do dědičné informace gamet či embryí. Zárodečná genová terapie je s ohledem na možná biologická rizika i s ohledem na etické otázky striktně omezena. Mitalipova navíc čeká podání důkazu, že jeho technika funguje i u lidských oocytů a že interakce přenesených metafázních chromosomů s cizí cytoplazmou a mitochondriemi nemá negativní dopad na vývojovou schopnost vzniklých embryí. Úspěšné pokusy na makacích jsou sice příslibem, ale jistotu obdobných výsledků u člověka nezaručují.

Zdroj: Medical Tribune