Nauka

Jak się robi dzieci? Coraz łatwiej!

Jak się robi dzieci? Coraz łatwiej!

Uczeni ze szpitala w Providence w USA stworzyli sztuczny jajnik, w którym dojrzewają komórki jajowe. Uczeni ze szpitala w Providence w USA stworzyli sztuczny jajnik, w którym dojrzewają komórki jajowe. EAST NEWS
Czy mężczyzna bez plemników w nasieniu może zostać ojcem? A matką kobieta, której komórki jajowe zniszczyła chemioterapia? Specjaliści od rozmnażania ludzi nie mają wątpliwości: w tej dziedzinie coraz więcej rzeczy niemożliwych staje się faktem.
Komórki jajowe starszej kobiety można odmłodzić, wstrzykując do jaja starszej kobiety cytoplazmę z komórki jajowej kobiety młodszej.Corbis Komórki jajowe starszej kobiety można odmłodzić, wstrzykując do jaja starszej kobiety cytoplazmę z komórki jajowej kobiety młodszej.

Artykuł w wersji audio

Weź jedno jajo, mikroskop, 2–5 ml nasienia, laboratoryjną szalkę i inkubator. Co wyjdzie? In vitro. Ale uwaga: to reakcja wybuchowa. Wrzenie wywołane przez dyskusję wokół zapłodnienia pozaustrojowego możemy wciąż na żywo obserwować w naszym kraju. Niedawno nie mniej gorące emocje poruszyły świat w związku z Nagrodą Nobla, przyznaną brytyjskiemu biologowi Robertowi Geoffreyowi Edwardsowi, ojcu tej metody. W całym tym zamieszaniu mało kto uświadamia sobie jednak, że rzecz dotyczy odkrycia sprzed 30 lat. A w świecie nauki to cała epoka. Co dzisiaj kryje się za tym tajemniczym in vitro? Dokąd, ukryci przed medialnym zgiełkiem w zaciszu laboratoriów, doszli uczniowie dr. Edwardsa? I czy dla lekarzy od płodności są jeszcze rzeczy niemożliwe?

Jajnik na rusztowaniu

Zapłodnienie poza organizmem kobiety? Wydaje się banałem przy tym, co właśnie zrobili naukowcy z amerykańskiego Women and Infants Hospital w Providence, Rhode Island. Wyhodowali sztuczny jajnik, w którym dojrzewają komórki jajowe – donosi fachowe pismo „Journal of Assisted Reproduction and Genetics”. Narząd wyrósł z osadzonych na cukrowym trójwymiarowym rusztowaniu niewielkich próbek tkanki jajnika pozyskanych od młodych kobiet. Potem w konstrukcji umieszczono niedojrzałe ludzkie jajo, całość podlano odpowiednimi hormonami i po kilku dniach jajo było gotowe do zapłodnienia.

To osiągnięcie docenią z pewnością osoby, które muszą poddać się leczeniu choroby nowotworowej. Chemio- i radioterapia są bezlitosne dla komórek jajowych drzemiących w kobiecych jajnikach. A próby zabezpieczania jajeczek wciąż pozostawiają wiele do życzenia. Bo choć komórki jajowe można przed terapią pobrać i zamrozić, kłopot polega na tym, że one tego za bardzo nie lubią. Ludzkie jajo jest duże, sporo w nim wody i proces kriokonserwacji często bezpowrotnie je niszczy. Wytwarzają się w nim kryształki lodu, które dewastują delikatne wnętrze komórki, i nawet jeśli przetrwa ona w całości schładzanie i rozmrażanie, potem bez entuzjazmu się zapładnia, z ociąganiem rozwija do stadium zarodka i nader chętnie obumiera.

Bo jajo jest wrażliwe – nie tak jak plemniki, które wciąż pełne wigoru wychodzą z kolejnych kąpieli w ciekłym azocie. Pewną nadzieję na poprawę tego stanu rzeczy przynosi metoda zwana witryfikacją. Polega na bardzo gwałtownym schłodzeniu, często wspomaganym substancjami odwadniającymi zapobiegającymi wytwarzaniu kryształków lodu. Witryfikacja komórek jajowych to wciąż jednak metoda nowatorska i dość droga, dlatego niestosowana powszechnie w klinikach leczenia niepłodności. Jest z niecierpliwością wyczekiwana przez specjalistów od medycyny rozrodu, rozwiązałaby bowiem trudną kwestię przechowywania zarodków (które mrożą się zdecydowanie lepiej). A to problem nie tylko etyczny, ale w niektórych krajach – także zawiła sprawa prawna. Są na przykład miejsca na świecie, gdzie prawo nie rozstrzyga jednoznacznie, czy zamrożony zarodek ma osobowość prawną i czy może dziedziczyć po swych biologicznych rodzicach.

Tymczasem w Polsce nie ma żadnych regulacji prawnych. Pięć projektów dotyczących in vitro po głosowaniu w Sejmie trafiło z powrotem do komisji sejmowych. Żaden z nich, nawet ten najbardziej restrykcyjny, nie spróbował odpowiedzieć na fundamentalne pytanie: kiedy zaczyna się życie? A to właśnie stało się podstawą prawodawstwa w Niemczech. Tam istnieje Prawo Ochrony Zarodków, które wyraźnie określa, na którym etapie powstaje nowe życie i jak je należy chronić. Otóż nowe życie, według tego prawa, powstaje w następnej dobie po zapłodnieniu – na etapie kariogamii, czyli połączenia się dwóch przedjądrzy męskiego i żeńskiego, w których znajduje się komplet chromosomów od ojca i matki. To bardzo ważne stwierdzenie, pokazujące, że debata tam miała poważny i fundamentalny charakter, a nie sprowadzała się do niewiele mówiącego, acz efektownego stwierdzenia, że życie zaczyna się „od poczęcia”.

Dziecko z przeszczepu

Czy istnieje dziś zatem bezpieczny, pewny (i zgodny z chrześcijańskim sumieniem) sposób na przechowanie kobiecej płodności na potem? Skoro same jajeczka nie lubią zimna, czyni się próby mrożenia jajników. Opisanych jest kilka przypadków, kiedy przed rozpoczęciem agresywnego leczenia operacyjnie pobrano od kobiety fragment jajonośnej tkanki, zamrożono ją i – już po wyleczeniu pacjentki – rozmrożono i wszczepiono w okolice jajnika albo pod skórę. Dzięki temu uratowane przed zniszczeniem komórki jajowe mogły dojrzeć w organizmie kobiety, zostać zapłodnione in vitro i podane do macicy.

W 2007 r. głośno było o Teresie Alvaro – kobiecie, która zaszła w ciążę po przeszczepie jajnika od swojej siostry. W 1990 r. Alvaro była leczona z powodu beta-talasemii – dziedzicznej choroby krwi, która charakteryzuje się małą ilością lub brakiem hemoglobiny, białka odpowiadającego za transport tlenu przez czerwone krwinki. Kobieta przechodziła chemio- i radioterapię przed przeszczepieniem szpiku kostnego od swojej 17-letniej wówczas siostry Sandry Alvaro, która miała identyczne antygeny zgodności tkankowej (HLA). To oznaczało, że układ immunologiczny Teresy nie rozpozna szpiku siostry jako obcego i nie nastąpi jego odrzucenie. Dzięki leczeniu kobieta zyskała życie, ale straciła płodność. W 2005 r. ginekolog opowiedział jej o opisywanym w fachowej prasie przypadku kobiety, która urodziła dziecko dzięki przeszczepowi jajnika od siostry bliźniaczki. Teresa skontaktowała się z naukowcem, który zajmował się podobnymi przypadkami: Jacques’em Donnezem z Catholic University of Louvain w Brukseli.

Zgodził się podjąć próbę. Było to spore wyzwanie: zwykle, kiedy przyjmuje się przeszczepiony od dawcy organ, układ odpornościowy biorcy rozpoznaje go jako ciało obce i zaczyna zwalczać. By zapobiec odrzuceniu przeszczepu, podaje się leki immunosupresyjne. W przypadku Teresy Alvaro było jednak inaczej – dzięki temu, że jej kości zasiedlił szpik siostry, było spore prawdopodobieństwo, iż tkanka jajnika pochodząca od tej samej osoby zostanie potraktowana jak własna. To w szpiku bowiem wytwarzani są bojownicy o czystość organizmu – komórki układu odpornościowego. Siedem miesięcy po całej procedurze Teresa zaczęła znowu miesiączkować, a po roku przeszczepiony jajnik wyprodukował swoje pierwsze dojrzałe jajo. Ponieważ jednak jakość nasienia męża Teresy pozostawiała sporo do życzenia, jajo pobrano i zapłodniono pozaustrojowo. Jednak powstały wskutek tego zarodek przestał się rozwijać.

Krytycy całego zamieszania argumentowali: Czy nie lepiej było pobrać dojrzałe jajo po prostu od siostry pani Alvaro, bez zbędnych ceregieli z przeszczepem? Oficjalne wytłumaczenie głosi, że Sandra Alvaro chciała uniknąć stymulacji hormonalnej. A nieoficjalna? Cóż – to przecież niezła gratka dla nauki. Kto by się temu oparł?

Trudno się dziwić, że krótko potem podejmowano jeszcze podobne próby – głównie w USA i Chinach. Do tej pory jednak dzieci urodziły się jedynie z przeszczepów pomiędzy bliźniaczkami jednojajowymi.

Jajko niespodzianka

Od czasów pierwszego zabiegu in vitro, wykonanego przez Edwardsa i Steptoe, medycyna rozrodu rozwinęła się lawinowo – mówi dr Katarzyna Kozioł, współwłaścicielka kliniki leczenia niepłodności Novum. – To zresztą wynik społecznego zapotrzebowania. Na całym świecie żyje już ponad 4 mln ludzi poczętych pozaustrojowo i będzie ich przybywać, bo nasza płodność – a dotyczy to zwłaszcza mężczyzn – bardzo się pogarsza.

A już dziś można tu wiele zdziałać. Medycyna oferuje ojcostwo nawet panom, którzy jeszcze kilkanaście lat temu zostaliby uznani za całkiem bezpłodnych. Bo jeśli w nasieniu nie mają oni ani jednego plemnika, nie znaczy to jeszcze, że takich nie produkują. Możliwe, że plemniki tkwią sobie w strukturach zwanych najądrzem i z powodu niedrożności nasieniowodów nie są w stanie stamtąd się wydostać. Wtedy pobiera się plemniki za pomocą biopsji. – Tak naprawdę do zapłodnienia wystarczy, że znajdziemy jeden dobry plemnik – mówi dr Kozioł. – Dlatego nie rezygnujemy z poszukiwań, nawet gdy istnieje duże prawdopodobieństwo, że przyczyna męskiej niepłodności tkwi w tym, że jądra nie produkują plemników. Zakładamy, że gdzieś w nich jest może jeszcze jakieś miejsce, w którym do takiej produkcji dochodzi. Możemy pobrać małe fragmenty tkanki z różnych miejsc jądra, rozpreparować ją pod mikroskopem i czasem coś znajdujemy.

A żeby mieć pewność, że zdobyty z takim trudem plemnik trafi do jaja, lekarze nie zostawiają mu pola do osobistych decyzji. Za pomocą specjalnej igły wpuszczają go do środka komórki jajowej. Taki zabieg ma kryptonim ICSI. Jego zastosowanie to był milowy krok w medycynie reprodukcyjnej. A doszło do tego podobno zupełnie przypadkiem – 18 lat temu.

Było tak: jajo, niczym Kinder-niespodziankę, otacza twarda słodka osłonka – zona pelliciuda (otoczka przejrzysta). Element najbardziej zbliżający nasze jajo do ptasiego. Owa zona zbudowana jest z cukrów i białka, a jej działanie porównać można do pola magnetycznego. Plemniki, które nie odpowiadają jaju, w zetknięciu z nią odpychane są na bezpieczną odległość. Wpuszczony zostanie tylko ten, który ma odpowiedni klucz. Jest nim cząsteczka cukru na główce. Musi pasować do odpowiedniej cząsteczki w otoczce jaja. Gdy plemnik zostanie rozpoznany jako swój, natychmiast zostaje wessany do środka. Potem jajo się zamyka. Cząsteczki cukrów wypinają się swoją przeciwną stroną na zewnątrz, dając tym do zrozumienia, gdzie mają ewentualnych dalszych przybyszów.

Dawno, dawno temu – a więc w czasach pierwszych zabiegów in vitro (przed 1992 r.) – panowało przekonanie, że plemnikowi można pomóc dostać się do jaja, ale tylko trochę – przepychając go na drugą stronę słodkiej otoczki. Pod nią jest nieco przestrzeni, a dalej – błona komórkowa jaja, którą tak podwieziony do celu plemnik musiał już sforsować sam. Wstrzykiwano kilka ruchomych plemników pod osłonkę przejrzystą. Zabieg ten nazywał się SUZI – subzonal sperm injection – podotoczkowe wstrzyknięcie plemnika. Specjaliści długo uważali, że błony komórkowej naruszyć nie można, bo grozi to uszkodzeniem jaja. Wieść niesie, że któregoś dnia pewien nieuważny laborant popchnął plemnik odrobinę za mocno i ten dostał się do wnętrza jaja. Ku zdumieniu wszystkich, jajo się zapłodniło, zarodek się rozwinął. Od tej pory to ICSI – intracytoplasmic sperm injection – docytoplazmatyczne wstrzyknięcie plemnika do komórki jajowej jest standardową procedurą stosowaną w przypadku męskiej niepłodności. Zawdzięczamy ją Gianpiero Palermo i grupie naukowców z Wolnego Uniwersytetu w Brukseli pod kierownictwem Andre Van-Steirteghema.

Badanie po omacku

Czy jest zatem coś, z czym lekarze od poczęcia wciąż nie dają sobie rady? – Przyczyny blisko 20 proc. przypadków niepłodności są wciąż nieznane – wylicza dr Kozioł. – Po drugie, nie umiemy zbyt dobrze zapobiegać wczesnym poronieniom, które przy metodach wspomaganych występują tak samo często jak przy naturalnym zapłodnieniu.

Dość długo lekarze wiązali tu spore nadzieje z diagnostyką preimplantacyjną. Odkryli bowiem, że kiedy z trzydniowego zarodka uszczknie się jedną komórkę (a ma on ich wtedy zazwyczaj osiem), nie dzieje się nic niepokojącego, ponieważ na tym etapie pozostałe komórki, dzieląc się, szybko uzupełniają brak. A posiadana komórka pozwala zbadać materiał genetyczny i stwierdzić, czy zarodek nosi jakąś wadę, czy nie. – Uważano wtedy, że w ten sposób wyeliminuje się zarodki uszkodzone i skuteczność in vitro sięgnie niemal 100 proc. – mówi dr Kozioł. – Tak się jednak nie stało.

Dlaczego? Bo genetyczny skrining embrionów (PGS) okazał się działaniem po omacku. Dowiodły tego badania, takie jak przedstawione w zeszłym roku przez naukowców z Holandii. Wynika z nich rzecz zaskakująca: że genetyczne wady dotyczą blisko 60–70 proc. wszystkich embrionów – bez różnicy, czy pochodzą z naturalnego, czy ze sztucznego zapłodnienia. Embrion na bardzo wczesnym etapie rozwoju ma jednak niezwykłe zdolności naprawcze i nawet ten, który ma początkowo wadę, może rozwinąć się w całkiem zdrowego człowieka. – Poza tym zbadanie tylko jednej z komórek nic nam nie mówi o kondycji pozostałych siedmiu. A może być ona diametralnie różna. Odkryto, że w każdej z nich może być różna liczba chromosomów-nośników genów, co nazywa się mozaicyzmem – wyjaśnia dr Kozioł. – Dlatego, mimo wszelkich badań, bardzo trudno nam przewidzieć, z którego zarodka rozwinie się zdrowe dziecko, a który obumrze. Toteż dziś badania preimplantacyjne zarezerwowane są jedynie dla par obawiających się konkretnej wady genetycznej, o której wiedzą, że występuje w rodzinie. Najczęściej są to tzw. wady jednogenowe. Zarodki można sprawdzić pod tym kątem, ale odchodzi się już od testowania liczby chromosomów w jednej komórce, jak leci.

W niektórych krajach, na przykład Niemczech czy Austrii, diagnostyka zarodków powstałych w wyniku zapłodnienia in vitro jest w ogóle zabroniona – mówi dr Kozioł. – By stwierdzić, czy dziecko nie będzie obciążone wadą genetyczną pochodzącą od matki, można jednak zbadać samą komórkę jajową. A konkretnie coś, co nazywa się ciałkiem kierunkowym.

Co to takiego? Aby połączyć się z plemnikiem i stworzyć z nim kompletnego człowieka noszącego cechy ojca i matki, jajo na pewnym etapie rozwoju musi pozbyć się połowy swego materiału genetycznego, żeby naszykować miejsce na geny pochodzące z plemnika. Do tego właśnie służy ciałko kierunkowe. Do niego – w efekcie dość skomplikowanego mechanizmu (podziału mejotycznego) – pakowany jest zbędny komplet chromosomów jaja, który odzwierciedla drugi analogiczny komplet pozostający w żeńskiej komórce. Ciałko kierunkowe jest następnie wydalane i ulega degradacji. Kiedy przechwycimy je w odpowiednim momencie, możemy dowiedzieć się, co zostało w jaju. Czy na przykład nie ma w nim jakiegoś nadmiarowego chromosomu, który – przy połączeniu z DNA plemnika – mógłby wywołać zespół Downa lub inne genetyczne schorzenie. Sprawdzanie ciałek kierunkowych może być dużo bardziej wiarygodne niż badanie jednej komórki z zarodka. To prawdziwa nowość i przechodzi właśnie przez wielki program badawczy pod auspicjami ESHRE (European Society for Human Reproduction and Embryology).

Jak więc widać, to co dziś rozumiemy pod hasłem in vitro, od tego, co rozumiano na samym początku, dzielą całe lata. Metody wspomaganego rozwoju coraz częściej służą dziś pomocą niepłodnym mężczyznom. Coraz bardziej skupiają się też na bezpieczeństwie kobiet.

Przez te lata zmieniło się podejście do in vitro – mówi dr Katarzyna Kozioł. – Na samym początku zabieg miał być po prostu skuteczny. Uważano, że im więcej komórek jajowych da się uzyskać od kobiety i im więcej poda jej zarodków do macicy, tym większa szansa na ciążę. Dziś odchodzi się od takich praktyk.

Po pierwsze, nadmierna stymulacja hormonalna nie jest obojętna dla zdrowia kobiety. Po drugie, metody wspomaganego rozrodu są dziś na tyle skuteczne, że nie trzeba mieć 15–20 komórek, by uzyskać ciążę. Wystarczy np. pięć.

Zmienił się też stosunek do implantowania w macicy większej liczby embrionów, bo grozi to ciążami mnogimi. A z takich ciąż dzieci zwykle rodzą się wcześniej i – jako wcześniaki – mają więcej kłopotów ze zdrowiem. Dziś więc podaje się nie więcej niż dwa zarodki naraz. A w krajach, w których in vitro się refunduje – np. w Belgii czy Danii – kobietom do 35 roku życia podaje się tylko jeden zarodek. Bo ciąża pojedyncza jest najzdrowsza dla matki i dziecka, a państwo refunduje zabieg pod warunkiem unikania wydatków na opiekę nad wcześniakami.

Według danych Światowej Organizacji Zdrowia, na niepłodność cierpi dziś ok. 15 proc. społeczeństwa w wieku rozrodczym, w Polsce nie może mieć dzieci co czwarta para. Najwięksi pesymiści prorokują, że za kilkadziesiąt lat metody wspomagania rozrodu będą głównym sposobem rozmnażania człowieka. – To pewnie przesada – śmieje się dr Kozioł. – Ale myślę, że za dwa, trzy pokolenia z naszymi zdolnościami prokreacyjnymi będzie coraz gorzej. Przeciwników in vitro to też nie ominie.

Ilu rodziców ma dziecko?

Rozwój metod zapłodnienia in vitro zmienia tradycyjny obraz rodziny. Ilu rodziców ma bowiem dziecko, które narodziło się dzięki skorzystaniu z komórki jajowej wziętej od dawczyni i z nasienia dawcy? A gdy jeszcze ciążę donosiła matka zastępcza? Niedawno głośno było o dzieciach, które nie tylko w metryce, ale i w swoim DNA miały ślady dwóch matek. Stało się to możliwe dzięki próbom odmładzania komórek jajowych poprzez wstrzykiwanie do jaja starszej kobiety cytoplazmy pobranej z komórki jajowej kobiety młodszej. Cytoplazma to ciecz wypełniająca komórkę, w której pływają wszystkie jej wewnętrzne struktury, m.in. mitochondria – maleńkie elektrownie zapewniające stałe dostawy energii. W cytoplazmie młodych komórek mitochondriów jest więcej. Gdy więc doleje się jej trochę do komórek starych, te dostają energetycznego kopa i stają się bardziej witalne. Kłopot w tym, że mitochondria mają swoje geny. Niezbyt wiele, bo ogromna większość DNA mieści się w jądrze komórkowym, ale jednak. Po takiej transfuzji dziecko, które rozwinie się po zapłodnieniu odmłodzonego jaja, będzie mieć więc geny jednego mężczyzny i dwóch kobiet. Wciąż nie wiadomo, jakie to będzie miało znaczenie dla zdrowia dziecka. Niektóre badania pokazują, że może to oddziaływać na proces starzenia się i podnosić ryzyko niektórych chorób metabolicznych, np. cukrzycy. Zabiegów takich nie wykonuje się rutynowo.

Więcej na ten temat
Reklama

Czytaj także

Ja My Oni

Mężczyzna w związku. Jak to działa?

Jacek Masłowski o niespełnionych oczekiwaniach mężczyzn wobec kobiet oraz kobiet wobec mężczyzn.

Anna Dobrowolska
23.05.2017
Reklama

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną