Kamień milowy w medycynie rozrodu: pionierska technika, która zmniejsza ryzyko chorób mitochondrialnych dzięki DNA od trojga rodziców

Pionierska technika zapłodnienia in vitro (IVF) , która zmniejsza ryzyko chorób mitochondrialnych, zatwierdzona w Wielkiej Brytanii w 2015 r., umożliwiła narodziny ośmiorga zdrowych dzieci , zgodnie z wynikami badań opublikowanymi w czasopiśmie New England Journal of Medicine.

Technika ta, znana jako transfer przedjądrowy , jest wykonywana po zapłodnieniu komórki jajowej. Polega ona na przeszczepieniu genomu jądrowego (zawierającego wszystkie geny niezbędne dla naszych indywidualnych cech, takich jak kolor włosów i wzrost) z komórki jajowej niosącej mutację mitochondrialnego DNA do komórki jajowej pochodzącej od zdrowej kobiety, od której usunięto genom jądrowy. Powstały w ten sposób zarodek dziedziczy DNA jądrowe od obojga rodziców, ale DNA mitochondrialne jest dziedziczone głównie z komórki jajowej dawczyni. Technika ta jest znana jako „ technika trzech rodziców ”.

Pierwsze dziecko trojga rodziców przyszło na świat w 2016 roku dzięki zespołowi dr Johna Zhanga stosującemu nieco inne podejście . Dr Zhang nie zastosował procedury zapoczątkowanej w Wielkiej Brytanii ze względu na muzułmańską wiarę pary, która sprzeciwiała się niszczeniu ludzkich embrionów. Zamiast tego zdecydował się na pobranie jądra z komórki jajowej matki (właściwie płytki metafazowej, niepełnego podziału jądrowego, która jest etapem, w którym wszystkie komórki jajowe są gotowe do zapłodnienia) i przeniesienie go do komórki jajowej innej kobiety (ze zdrowymi mitochondriami), od której wcześniej również pobrał własne jądro. Gdy jądro matki zostało przeniesione do komórki jajowej drugiej kobiety, wykorzystał powstałe jajo do przeprowadzenia zapłodnienia in vitro plemnikiem ojca w celu uzyskania zarodków. Dr Zhang stworzył w ten sposób pięć zarodków, z których tylko jeden rozwinął się prawidłowo, został wszczepiony do macicy matki i urodził zdrowe dziecko. „Było to pierwsze noworodek uzyskany dzięki «technice trzech rodziców»: dwóm matkom i jednemu ojcu” — wspomina Lluís Montoliu, badacz z Narodowego Centrum Biotechnologii (CNB-CSIC) i CIBERER-ISCIII, w oświadczeniu dla SMC Spain .

Procedura zatwierdzona w Wielkiej Brytanii w 2015 roku różni się od poprzednich pod względem technicznym , ale jest również znana jako „technika trojga rodziców” w rozwiązywaniu problemów związanych z chorobami mitochondrialnymi. „W tej procedurze, metodologicznie nieco bardziej agresywnej niż poprzednia, ale mniej ryzykownej, jeden zarodek jest niszczony w celu stworzenia kolejnego, co muzułmańska para, która pomagała dr Zhang, uznała za niedopuszczalne. Pierwsze dziecko w Wielkiej Brytanii uzyskane dzięki zatwierdzonej brytyjskiej procedurze trojga rodziców urodziło się w 2023 roku ” – dodaje Montoliú.

Mutacje w mitochondrialnym DNA mogą powodować wyniszczające choroby narządów takich jak mózg, serce i mięśnie. Patologie te, przekazywane wyłącznie w linii matczynej, często prowadzą do zgonu.

Dzieci, cztery dziewczynki i czterech chłopców, w tym para bliźniąt jednojajowych, urodziły się siedmiu kobietom z grupy wysokiego ryzyka przenoszenia poważnych chorób wywołanych mutacjami mitochondrialnego DNA. Odkrycia, opublikowane w środę przez zespół z Newcastle, pioniera w dziedzinie donacji mitochondrialnego DNA z wykorzystaniem zapłodnionych ludzkich komórek jajowych, wskazują, że nowa metoda leczenia, znana jako transfer przedjądrowy , skutecznie zmniejsza ryzyko nieuleczalnych chorób mitochondrialnego DNA.

Wyniki opisują wyniki reprodukcyjne i kliniczne dotychczasowych zabiegów transferu przedjądrowego. Wszystkie niemowlęta urodziły się zdrowe i osiągnęły kamienie milowe rozwoju , a mutacje mitochondrialnego DNA matki powodujące choroby były niewykrywalne lub obecne na poziomie bardzo mało prawdopodobnym do wywołania choroby.

Badania nad tą techniką przeprowadził na ludzkich komórkach jajowych zespół z Uniwersytetu w Newcastle w Wielkiej Brytanii oraz Newcastle upon Tyne Hospitals NHS Foundation Trust. Prace były finansowane przez Wellcome i NHS England.

„Jako rodzice zawsze chcieliśmy dać naszej córce zdrowy start w życie. Zapłodnienie in vitro z dawstwem mitochondriów umożliwiło nam to. Po latach niepewności ta metoda leczenia dała nam nadzieję i w końcu dała nam naszą córeczkę. Teraz widzimy ją pełną życia i możliwości, i jesteśmy przepełnieni wdzięcznością. Nauka dała nam szansę” – wyjaśnia matka jednej z dziewczynek urodzonych dzięki dawstwu mitochondriów.

Matka kolejnego dziecka mówi: „Jesteśmy teraz dumnymi rodzicami zdrowego chłopca – to prawdziwy sukces w odbudowie mitochondriów. Ten przełom rozwiał głęboki strach, który nas prześladował. Dzięki temu niesamowitemu postępowi i wsparciu, jakie otrzymaliśmy, nasza mała rodzina jest kompletna. Emocjonalny ciężar choroby mitochondrialnej został zdjęty, a jego miejsce zajęły nadzieja, radość i głęboka wdzięczność”.

„Choroba mitochondrialna może mieć niszczycielski wpływ na rodziny. Dzisiejsze doniesienia dają nową nadzieję wielu kobietom zagrożonym przekazaniem tej choroby, które teraz mają szansę na posiadanie dzieci, które dorastają wolne od tej strasznej choroby . W ramach dobrze uregulowanego systemu NHS możemy zaoferować dawstwo mitochondriów w ramach badania naukowego dla kobiet dotkniętych tą chorobą w Wielkiej Brytanii” – powiedział profesor Sir Doug Turnbull, członek zespołu z Uniwersytetu w Newcastle.

Mitochondrialne DNA jest dziedziczone w linii matczynej, więc choroby te są przekazywane z matki na syna. Mężczyźni mogą chorować, ale nie przenoszą choroby. Pomimo wieloletnich badań, nadal nie ma lekarstwa na osoby z chorobami mitochondrialnego DNA .

W obliczu braku skutecznego leczenia chorób mitochondrialnego DNA, uwaga skupiła się na technologiach opartych na zapłodnieniu in vitro, które mają na celu ograniczenie przenoszenia powodujących choroby mutacji mitochondrialnego DNA z matki na dziecko.

„Wyniki badań napawają optymizmem. Jednak badania mające na celu lepsze zrozumienie ograniczeń technologii donacji mitochondriów będą niezbędne dla dalszej poprawy wyników leczenia” – mówi profesor Mary Herbert, główna autorka artykułu na temat wyników reprodukcyjnych, która prowadziła badania na Uniwersytecie w Newcastle.

Zespół podkreśla, że w celu wykrycia wszelkich wzorców w schorzeniach wieku dziecięcego konieczne są dalsze badania i stwierdza, że badania przesiewowe będą kontynuowane, dopóki dzieci nie ukończą 5 lat.

„Wyniki są zachęcające: u sześciorga z ośmiorga urodzonych dzieci obecność patogennych wariantów mtDNA zmniejszyła się o ponad 95%; u pozostałych dwojga redukcja wyniosła 77% do 88%. Dowodzi to skuteczności tej techniki w ograniczaniu przenoszenia tych poważnych chorób dziedzicznych. Badanie rodzi jednak również wątpliwości natury etycznej i naukowej. Połączenie DNA jądrowego i mitochondrialnego pochodzącego od różnych osób może mieć nieznane dotąd długoterminowe skutki. Dlatego naukowcy podkreślają potrzebę ścisłego monitorowania tych dzieci, które w tym przypadku potrwa do piątego roku życia. Ponadto nalegają, aby tę procedurę stosować tylko wtedy, gdy nie ma innych realnych alternatyw reprodukcyjnych” – ostrzega Rocío Núñez Calonge, dyrektor naukowy Międzynarodowej Grupy UR i koordynator Grupy Etycznej Hiszpańskiego Towarzystwa Płodności, w oświadczeniu dla SMC Hiszpania.

Lluis Montoliú ze swojej strony zwraca uwagę, że w Hiszpanii ustawa 14/2006 z 26 maja o technikach wspomaganego rozrodu nie odnosi się wprost do tej techniki (która nie istniała w momencie uchwalania tej ustawy), więc „ściśle rzecz biorąc, procedura ta nie byłaby w naszym kraju wyraźnie zakazana ani wyraźnie dozwolona. Zasadniczo nie jest ona regulowana. Pozostające wątpliwości prawne i etyczne do tej pory uniemożliwiły stosowanie techniki trójki rodziców w Hiszpanii”.

„Jednak to nowe badanie pokazuje, że technika ta ma niezwykłą skuteczność (36%) i może być oferowana parom, których matka jest nosicielką dotkniętych mitochondriów, aby mogły mieć potomstwo wolne od tych strasznych chorób mitochondrialnych. Osobiście uważam, że powinniśmy zezwolić na stosowanie tej techniki w naszym kraju w klinikach wspomaganego rozrodu, które posiadają odpowiednie przeszkolenie w zakresie tej zaawansowanej metodologii interwencji embrionalnej” – podsumowuje Montoliú w oświadczeniu dla SMC Spain.