Дослідження, яке провели вчені з Університету охорони здоров’я штату Орегон, першочергово було направленим на пошуки перспективних методів створення функціональних гамет (попередників чоловічих або жіночих статевих клітин) з метою лікування безпліддя, спричиненого їх відсутністю.

Експеримент полягав у перенесенні ядер клітин шкіри у донорську яйцеклітину, позбавлену власного ядра (за цим самим принципом було проведено клонування вівці Доллі у 1996 році). Наступним кроком науковців було запустити процес, названий мітомейозом. Він імітує природний мейоз з метою утворення гаплоїдної яйцеклітини з одним набором у 23 хромосоми. У результаті дослідники отримували реконструйовану яйцеклітину, яка містила генетичну інформацію людини, що була донором клітин шкіри, замість генетичної інформації донора яйцеклітини. Це дозволяло запліднювати новий ооцит сперматозоїдом методом стандартного ЕКЗ, що призводило до формування ембріона з подвійним набором хромосом з однаковим генетичним внеском від обох батьків. Однак за результатами дослідження переважна частина клітин мала хромосомні аномалії та лише 8,8% розвинулися до стадії бластоцитів (стадія, коли ембріон імплантують у стінку матки при ЕКЗ). Після чого всі подальші дослідження були припинені з етичних та юридичних причин.

Як зазначають автори самого дослідження, цей експеримент демонструє потенціал мітомейозу для створення гамет у пробірці, однак він є лише підтвердженням доцільності концепції (proof-of-concept), і до можливості її клінічного застосування можуть пройти ще десятки років.

Основні біологічні перешкоди

1. Епігенетичні механізми відіграють важливу роль в експресії генів через хімічні модифікації в хромосомі без безпосереднього впливу на послідовність ДНК. Одним з прикладів таких механізмів є геномний імпринтинг, що дозволяє хімічно пригнічувати копію гена одного з батьків для успішної експресії копії другого (нормальний розвиток ембріона неможливий з обома батьківськими копіями генів). Порушення цих епігенетичних патернів призводить до численних патологій, що унеможливлюють подальший розвиток ембріона. І саме через феномен генетичного імпринтинга, який для нормального розвитку організму потребує як материнський, так і батьківський геном, можливість створення дитини без використання генетичного матеріалу жінки у перспективі виглядає вкрай малоймовірною.

2. Іншою перешкодою у цьому дослідженні є спроби відтворити природний процес поділу диплоїдного набору хромосом соматичної клітини. Під час мітомейозу більшість хромосом розподілялися випадково та без перехрещення, яке має відбуватися за класичного мейозу. Це призводило до утворення зигот з аномальною кількістю хромосом (трисомії, моносомії), що теж впливає на життєздатність ембріонів.

3. Ще одним ключовим барʼєром є наявність мітохондріальної ДНК в цитоплазмі донорської яйцеклітини. Відповідно до експерименту реконструйований ооцит містить перенесене ядро соматичної клітини з генетичною інформацією її донора, однак мітохондрії з власними ДНК належать донору самого ооцита. Це створює своєрідний конфлікт, за якого можуть виникати проблеми координації між ядром і мітохондріями, що зі свого боку призведе до порушення енергетичного обміну в клітині та надалі до її загибелі.

4. І нарешті важливо памʼятати про імунні механізми захисту організму, які активуються для видалення “чужорідного” та “аномального” матеріалу і теж запускають програму загибелі клітини.

Матка як незамінний орган

А тепер давайте на мить припустимо думку, що вчені знайшли спосіб обійти всі біологічні обмеження природи та створили життєздатний людський ембріон, поклавши кінець проблемі безпліддя. Але чи означає це що концепт “дитини без матері” можливо буде втілити в життя? Коротка відповідь - ні.

Людський ембріон не може розвиватися поза жіночим організмом довше ніж кілька днів. Після імплантації, у матці відбувається побудова багатоланкового ланцюга взаємодій між ембріоном та ендометрієм, що охоплює гормональні, імунні та судинні процеси. Наразі технічні можливості науки обмежують створення штучного аналога такої комплексної біологічної системи як матка. Основними обмеженнями є відтворення природних процесів васкуляризації й обміну речовин, вирішення питання імунологічної толерантності та гормональної регуляції, а також етичні та юридичні аспекти.

Тож якими є наукові реалії?

Сучасна наука безсумнівно відкриває нові можливості та вселяє надію у питаннях лікування безпліддя. Однак кількість і складність обмежень, з якими стикаються дослідники, вказує на те, який обсяг роботи ще залишається попереду. Що ж стосується перспективи реалізації ідеї “дитини без матері”, вона поки залишається на рівні наукової фантастики у лабораторії.