Forskare skapar mänskligt ägg från vanlig hudcell – revolutionen är här

En ny typ av äggcell: från en bit hud till en oocyt

Forskare vid Oregon Health & Science University har tagit fram en metod för att skapa mänskliga oocyter från hudceller. Det rör sig än så länge uteslutande om ett experiment — men det har potential att vända upp och ner på behandlingen av ofrivillig barnlöshet och själva vår uppfattning om föräldraskap.

Processen inleds med en helt vanlig hudcell. Inne i dess cellkärna finns personens fullständiga genetiska material. Forskarna avlägsnar noggrant denna kärna och överför den till en donators oocyt, varifrån donatorns eget genetiska material i förväg har tagits bort.

Resultatet blir en ”hybrid” äggcell — med donatorns cytoplasma och DNA från en specifik människas hudcell. Utmaningen är att denna oocyt vid starten innehåller 46 kromosomer, alltså en komplett uppsättning. En naturlig äggcell har bara 23, eftersom den senare ska smälta samman med 23 kromosomer från en spermie.

Forskarna har utvecklat en konstgjord metod för att tvinga cellen att göra sig av med hälften av sina kromosomer, så att en befruktning motsvarande den naturliga blir möjlig.

För detta ändamål används en egenutveklad procedur kallad ”mitomeiosis” — en kombination av den celldelningsform som är typisk för vävnadstillväxt (mitos) och den som leder till bildandet av könsceller (meios). Cellen förs in i ett tillstånd där den uppför sig som om den genomgår en naturlig oocytbildningsprocess.

Roscovitine, elektrisk impuls och ICSI – biologi på hög nivå

En nyckelroll i denna konstgjorda ”meios” spelar roscovitine — ett ämne som blockerar de enzymer som styr cellens delningscykel. Kombinerat med elektroporering, alltså en kort elektrisk impuls som tillfälligt öppnar cellmembranet för bestämda molekyler, lyckas man framkalla en ovanlig typ av celldelning.

Efter denna behandling hamnar en del av kromosomerna i strukturer som fungerar som så kallade polkroppar, och i cellen kvarstår en reducerad kromosomuppsättning. Om allt går enligt plan blir cellen haploid — den innehåller alltså 23 kromosomer, precis som en klassisk mänsklig oocyt.

Nästa steg är befruktning med hjälp av den standardteknik som används vid IVF — ICSI (injektion av en enskild spermie direkt i äggcellen). På det sättet undersöker forskarna om den laboratorieframställda oocyten överhuvudtaget ”uppför sig” som en äggcell, och om den kan inleda en tidig fosterutveckling.

Effektiviteten är fortfarande mycket låg, och DNA-felen är många

Sett ur biologernas perspektiv är dessa första resultat ett stort framsteg. Sett ur en patients synvinkel handlar det om en mycket avlägsen framtidsutsikt. Av 82 konstgjort framställda oocyter var det bara en liten andel som resulterade i embryon som nådde blastocyststadiet — ungefär dag sex i utvecklingen.

Det är just vid denna tidpunkt som embryon normalt sätts in i livmodern vid IVF-behandling. Här lyckades man nå denna nivå för cirka 9 procent av dem. Till jämförelse är det värt att notera att många embryon vid naturlig befruktning eller klassisk IVF också dör tidigt — endast 30–40 procent når typiskt blastocyststadiet.

Alla embryon skapade från oocyter framställda av hudceller hade allvarliga kromosomfel som omöjliggjorde en fortsatt frisk utveckling.

Oftast berodde det på en felaktig fördelning av kromosomer mellan äggcellen och de strukturer som avlägsnar det överskjutande genetiska materialet. Resultatet är aneuploiditet — ett felaktigt antal kromosomer eller förskjutna kromosompar. I praktiken har ett sådant embryo ingen chans att bli ett friskt barn.

Ett ytterligare problem är frånvaron av den genetiska rekombination som är karakteristisk för naturlig meios — alltså utbytet av DNA-fragment mellan kromosompar. Denna process förbättrar ”kvaliteten” på avkommans genuppsättning. Här hoppas detta steg över, vilket kan leda till subtila och svårförutsägbara hälsokonsekvenser.

Vart är de nästa experimenten på väg?

Teamet från OHSU arbetar nu på att bättre kunna styra kromosomernas placering och åtskiljning under den konstgjorda ”meiosen.” Det handlar om både kemin i de använda ämnena, detaljerna i elektroporeringsprotokollet och varaktigheten av de enskilda faserna.

Forskarna understryker att det kommer att ta minst flera år med intensiv forskning innan någon kan föreställa sig att tillämpa denna teknik i fertilitetskliniker. Det finns dessutom behov av djurförsök och mycket bredare säkerhetsanalyser.

Vem skulle potentiellt kunna dra nytta av sådana oocyter?

Om tekniken lyckas, skulle listan över möjliga mottagare vara mycket lång. Det handlar i första hand om personer som medicinen idag erbjuder mycket begränsade möjligheter för biologiskt föräldraskap.

• Kvinnor efter cancerbehandling, där kemoterapi eller strålbehandling har förstört äggcellerna
• Personer med medfött avsaknad av fungerande äggstockar
• Kvinnor hos vilka äggstocksreserven är uttömd för tidigt
• Homosexuella par som drömmer om ett barn med båda partnernas genetiska material

I denna medicinska vision skulle ett litet hudprov vara nog för att generera en oocyt som är genetiskt kopplad till personen i fråga. För kvinnor skulle det innebära möjligheten att kringgå donation av främmande äggceller och bevara en fullständig genetisk koppling till barnet.

Det mest långtgående scenariot rör manliga par. Teoretiskt sett finns det inget som hindrar att ta en hudcell från den ena partnern, omvandla den till en oocyt och befrukta den med den andres spermier. Det är en helt ny föräldraskaps­konfiguration som varken juridik, medicin eller etik ännu har haft att göra med.

Massiva etiska och juridiska dilemman

När forskare börjar framställa könsceller från celler som ursprungligen inte hade en reproduktiv funktion, börjar gränsen mellan ”vanlig” vävnad och ett potentiellt livs början bli oklar. En hudcell som någon lämnar kvar på en kopp eller en tandborste är inte längre bara biologiskt avfall.

Frågan uppstår: vem äger den reproduktiva potential som ligger dold i kroppens celler, och hur långt sträcker sig samtycket till dess användning?

Vissa länder, som Australien, har mycket restriktiva regler för framställning av embryon i laboratorier. Jurister påpekar att sådana experiment kan beröra formellt förbjudna områden, eftersom definitionen av vad som utgör en cell avsedd för reproduktion förändras.

Specialister inom reproduktionsmedicin påminner också om att det finns behov av transparens i forskningen och mycket strikt kontroll. Det handlar inte bara om samhällelig acceptans, utan också om framtida barns säkerhet. Aneuploiditet, avsaknad av rekombination och möjliga störningar i genomisk imprinting — alltså skillnader i de maternella och paternella genernas ”avtryck” — kan alla ge sig till känna i sjukdomar vi idag vet mycket lite om.

En ny definition av familj och gränserna för ingrepp i reproduktion

Debatten begränsar sig inte till tekniska frågor. Själva begreppet familj baserad på genetiska band håller på att förändras. Ett barn skapat från hudceller från två män skulle ha en helt annan fördelning av ärvda genomiska ”avtryck” än ett barn från ett klassiskt förhållande mellan en kvinna och en man. Jurister och bioetiker har börjat diskutera hur sådant föräldraskap kan erkännas inom ramen för gällande lagstiftning.

Samtidigt uppstår farhågor kring kommersialiseringen av denna teknologi. Om den en dag når fram till privata kliniker kan den bli ännu ett ”lyxigt” verktyg inom reproduktionsmedicin, tillgängligt endast för välbärgade. Det väcker i sin tur frågor om sociala ojämlikheter och pressen för att använda sig av allt mer avancerade — men också allt mer riskfyllda — procedurer.

Vad betyder det i praktiken att ”en hudcell omvandlas till en oocyt”?

För många låter en sådan beskrivning abstrakt, så det är nyttigt att betrakta det som en mycket avancerad form av ”omprogrammering” av en cell. Modern biologi kan redan omvandla exempelvis hudceller till neuroner eller hjärtmuskelceller genom att skapa så kallade stamceller och differentiera dem i valda riktningar.

Framställningen av oocyter från hudceller är ytterligare ett steg på denna väg — men ett långt mer samhälleligt känsligt sådant. Den här gången handlar det inte om att reparera ett organ hos en bestämd patient, utan om att forma det genetiska materialet hos en framtida människa.

Om denna forskningslinje utvecklas kommer medicinen få ett mäktigt verktyg: möjligheten att ”återvinna” fruktbarheten hos personer som av olika orsaker har förlorat sina äggceller. Men med i paketet följer en lång rad dilemman som ingen enkel reglering kommer kunna besvara — från praktiska säkerhetsfrågor över frågor om samtycke till användning av vävnad till frågan om hur man definierar närhet och genetisk koppling i familjer som dagens lagstiftning ännu inte har förutsett.