Forskare skapar spermier och ägg från hudceller oavsett donorkön

Mitinori Saitou vid Kyoto-universitetet i Japan har under det senaste decenniet plågat den genetiska kaskaden som uppmanar en stamcell att omvandlas till en primordial bakteriecell (PGC), cellerna som genererar tusentals ägg i en kvinna och miljontals spermier i en man. Han har lyckats med otroliga konsekvenser för framtiden för mänsklig reproduktion.

Saitou samarbetade med kollega Katsuhiko Hayashi från University of Cambridge i Storbritannien för att ta mogna hudceller från en vuxen mus och förvandla dem till inducerade pluripotenta stamceller. Dessa pluripotenta stamceller kan också omvandlas till PGC.

advertisementAdvertisement

Då kom det ultimata testet av deras upptäckt. De implanterade PGC: erna i sterila möss. Omkring en mus i fyra blev bördig igen - hanmus började producera spermier, och honmus började producera ägg. Hayashi skörde dessa spermier och ägg och kombinerade dem i labbet för att producera levande embryon, som han placerade i surrogatmusmödrar.

Barn av möss

Musbarnen föddes fertila och friska, med en framgångshastighet på ungefär en tredjedel av nuvarande in vitro-fertiliserings (IVF) tekniker. För att illustrera vad han hade uppnått, tog Hayashi en hudcell från en normalt färgad mus och använde den för att odla äggceller i en albino-mus. När barnen föddes hade de den mörka färgningen av deras genetiska förälder.

Men deras egna naturligt förekommande PGCs var bräckliga och misshapen, och några avkommor de kan ha skulle utgöra en stor risk för genetiska sjukdomar.

reklam

"Medan det är spännande att artificiella primordiella könsceller uttrycker samma markörer som naturliga celler, är det mycket arbete att göra innan vi kan dra slutsatsen att [sperma och ägg] härrör från dessa celler kan anses fullt fungerande ", säger Dr. Alan B. Copperman, direktör för reproduktiv endokrinologi och infertilitet vid Icahn School of Medicine vid Mount Sinai Medical Center i en intervju med Healthline.

Copperman är orolig för vissa markörer som ansluter sig till DNA, som kallas epigenetiska markörer, som påverkar hur DNA uttrycks i celler. Dessa markörer blir knutna till DNA-strängar som ett resultat av mycket tidiga upplevelser i livmodern och under barndomen. Dessa markörer raderas normalt och ersätts av en ny uppsättning när en PGC skapar en sperma eller äggcell, vilket ger avkomma en ny chans att interagera med sin miljö. Med artificiella PGC kan felaktig epigenetik orsaka den höga misslyckningsfrekvensen.

AnnonsAdvertisement

En modig ny värld?

Saitou och Hayashi började sitt experiment för att lära sig att skapa PGC i labbet, för att inte revolutionera fertilitetsforskningen.Emellertid är konsekvenserna av deras upptäckt långtgående.

Med hjälp av deras tekniker kan spermier eller äggceller skapas från hudceller hos en person av båda könen. Detta kan någonsin erbjuda ett sätt för par av samma kön att ha ett biologiskt barn tillsammans. Det ger också ett nytt hopp att par som kämpar med infertilitet och kvinnor som inte har haft lycka till med IVF.

Men vårt arbete är fortfarande på en ren grundnivå med musen, och det skulle ta många år att tillämpa detta arbete på människor, sa Saitou Healthline.

Forskare skulle först testa tekniken hos apor och andra primater och observera sina avkommor i flera generationer för att se om det finns några varaktig epigenetiska problem. Hur lång tid skulle det ta? Ingen vet säkert.

Att helt enkelt låsa upp apens genetiska vägar för att skapa PGC kan ta ytterligare ett decennium. För att forskare ska kunna etablera säkerhet i apor och sedan upptäcka den mänskliga genetiska vägen, kan väntetiden vara mer än 50 år.

Den nya upptäckten väcker också en massa etiska frågor. I teorin kan en mus vara självbefruktad med både spermier och ett ägg från sitt eget DNA. Saitou och Hayashi försökte inte detta.

"Missbruk och missbruk av ny teknik, som till exempel artificiell skapande av primordiala bakterieceller, kan skicka oss ner en lutning som kan påverka samhället genom att introducera möjligheten till rutinmässig kloning eller positivt och negativt eugenikval av kommande generationer ", säger Copperman. "Medan jag är entusiastisk om de grundläggande vetenskapliga konsekvenserna av dessa resultat har dagens reproduktionsbiologer ett oöverträffat ansvar för vår historia att agera på ett djupt, öppet och försiktigt sätt, eftersom de bedriver forskning om bakteriecellsforskning.

Läs mer