Redactor: Tatiana Povar
Înlocuirea genelor defecte poate cauza alte probleme de sănătate, care se pot dezvolta într-un ritm mult mai alert. Sunt concluziile la care a ajuns o echipă de cercetători din SUA, la scurt timp după ce întreaga lume a aflat despre nașterea primului copil cu trei părinți.
În septembrie, specialistul în endocrinologie și reproducere John Zhang, împreună cu echipa sa de la Centrul de Fertilizare New Hope din New York, au atras atenția întregii lumi prin anunțul făcut despre nașterea unui copil de la o mamă cu un defect genetic fatal. Utilizând tehnica numită terapia de înlocuire mitocondrială, cercetătorii au combinat ADN-ul de la două femei și un bărbat pentru a evita defectul, fiind astfel născut un băiețel sănătos cu 3 părinți. Rezultatul uluitor a reprezentat un asalt pentru fertilizarea în vitro, în pofida faptului că echipa a fost nevoită să lucreze în Mexic, deoarece în SUA nu a fost aprobată această ideie.
Tehnica s-a răspândit rapid în Europa, unde va obține pe parcursul aceste luni permisiunea oficială din partea Autorității de Fertilizare umană și Embriologie din Marea Britanie. Acest pas va permite clinicilor să aplice în practică tratamentul, în decursul unui an de la aprobare.
Cu toate acestea, oamenii de știință nu pot afirma cu certitudine că metoda este în totalitate sigură, iar copii care se vor naște vor fi perfect sănătoși. Un studiu recent, publicat în revista Nature de către Shoukhrat Mitalipov, șeful Centrului Embrionului și Terapiei Genice de la Universitatea de Sănătate și Știință Oregon, Portland SUA, sugerează că în circa 15 procente din cazuri, terapia mitocondrială de reînlocuire poate eșua, generând defecte fatale greu de evitat sau malformații.
Descoperirile au confirmat suspiciunile multor cercetători și concluziile lui Mitalipov și a echipei lui - conflictul dintre mitocondriile transplantate și cele originale este real, iar depistarea unui donor și a ovulelor recipiente de la două mame care prezintă similarități mitocondriale este destul de complicată.
,,Acest studiu arată atât potențialul cât și riscurile terapiei genice”, afirmă Mitalipov. ,,Aceasta se referă în special la mitocondrii , deoarece genomul acestora este diferit de cel al nucleului. Ușoare variații dintre aceste genomuri mitocondriale au o importanță foarte mare.”
Mitocondriile sunt sursele generatoare de energie în celule și dețin propriul ADN, separat de cel nuclear. Pericolul constă în faptul că mitocondriile sunt într-un anumit fel străine în interiorul celulei. Două bilioane de ani în urmă acestea erau bacterii libere, apoi un astfel de microb s-a întâlnit cu o altă astfel de bacterie plutitoare, formând pe parcursul evoluței o celulă unică. Bacteriile au evoluat ulterior în mitocondrii, transmițând majoritatea genelor nucleului, păstrând doar cele care le permit să creeze energie.
Acum, genomul nuclear uman conține în jur de 20 000 de gene, iar cel mitocondrial – 37 de gene. Aceste genomuri sunt extrem de simbiotice: 99 de procente din proteinele pe care mitocondriile le importă sunt generate de nucleu.
Mitocondriile, de asemenea se divid și se replică ca și bacteriile ce au fost odată, iar această replicare constantă indică că mutațiile apar de 10-30 ori mai des în genele mitocondriale, decât în nucleu. Dacă foarte multe mitocondrii devin nefuncționale, întreaga celulă are de suferit, declanșându-se probleme de sănătate. Mitocondriile defecte sunt implicate în diverse boli genetice, cum ar fi infertilitatea, cancerul, patologiile cardiace și neurodegenerative. Acest lucru se întâmplă din cauza că atunci când mitodondriile nu funcționează, întreg sitemul energetic al celulei este conpromis.
2 procente dintr-o mitocondrie bolnavă pot duce la schimbări imprevizibile
Copilul cu 3 părinți are șansa de a scăpa de problema cu mitocondriile defecte, dar procedura este riscantă deoarece nu înlocuiește complet aceste mitocondrii cu altele sănătoase.
Procedura de transferare a nucleului de la mamă este similară cu cea de răsădire a unei plante – scoaterea acesteia din pământul în care a crescut și amplasarea într-un alt loc. Pe rădăcini va mai rămâne solul de proveniență a plantei, doar că în genetică e mult mai serios: două genomuri mitocondriale diferite, de la două femei, sunt forțate să existe într-o celulă. În majoritatea cazurilor, chiar dacă doar un procent foarte mic (mai puțin de 2%) de mitocondrii bolnave rămân – se pot întâmpla lucruri imprevizibile.
În noul său studiu, Mitalipov a creat embrioni de la ,,trei părinți” utilizând ovule de la trei mame cu AND mitocondrial mutant și din ovulele a 11 femei sănătoase. Embrionii au fost apoi impuși să devină celule stem ce ar putea supraviețui mereu, pentru a se putea multiplica și a fi studiate mai departe. În trei cazuri, ADN-ul mitocondrial matern s-a reîntors. ,,ADN-ul mitocondrial matern mutant l-a înlocuit curând pe cel sănătos, în pofida faptului că cel bolnav era mai puțin de 1% în celulă. A fost o mișcare drastică” a afirmat Mitalipov.
Mitalipov este îngrijorat de faptul că această reversiune ar putea să apară nu numai la celulele embrionare stem, dar și în pântecele mamei pe parcursul sarcinii. Anticipând lucrurile, Mitalipov a descoperit că unele ADN-uri mitocondriale stimulează celulele să se dividă mai rapid, ce înseamnă că celulele care conțin ADN mitocondrial matern ar putea să domine cum embrionul se dezvoltă.
Unele genomuri mitocodriale se replică mult mai rapid decât altele, afirmă biologul molecular patrick O'Farrell, de la Universitatea din California, care consideră studiul efectuat de Mitalipov impresionant. Un genom mitocondrial afectat se poate comporta rebel, afirmă O'Farrell. Re-emergența poate avea un impact negativ asupra celor trei părinți în același timp sau poate afecta urmașii copilului: ,,Genomul bolnav poate lua o ,,pauză”, apoi să devină activ la generațiile viitoare. Pe de altă parte, mitocondriile sănătoase ar putea acționa ca niște super-eroi care să țină piept genomului defect”, crede acesta.
Contează și genele care provin de la tată. Într-un mod care nu poate fi prevăzut acestea pot influența comportamentul mitocondriilor. O'Farrell a dat un exemplu, tatăl ar putea dona genele care să favorizeze rata replicării genomului rebel, sau gene care ajută la persistența genomului sănătos.
Soluția lui Mitalipov la această problemă este potrivirea mitocondriilor mamei cu cele ale donatorului, pentru că nu toate mitocondriile sunt identice. O'Farrell a comparat tipurile de mitocondrii cu grupele sangvine.
Spre final, a menționat că ar fi ideală descoperirea unui genom super-erou, care să fie un replicator rapid, ce ar putea învinge orice genom afectat. Pentru a depista replicatori ideali, biologul speră la colaborarea cu alte laboratoare.
Mitalipov, consideră că potrivirea ideală dintre halotipuri ar putea crea un transfer mitocondrial de succes. Totodată, precauțiile ar trebui să fie luate, deoarece chiar dacă este în doze mici genomul mitocondrial defect ar putea crea surprize neplăcute.
Dar nu numai bătăliile dintre mitocondrii pot apărea în acest proces, câțiva cercetători, sugerează că genele nucleare ar putea sugera potrivirea dintre halotipuri, iar când asocierea este efectuată brusc, ar fi un risc pentru sănătate.
,,Schimbarea a cel puțin 0,2 % din ADN-ul mitocondrial la animalele de laborator, are efecte profunde asupra funcționării celulelor, organelor și a întregului organism, iar aceste efect apar mai târziu în viață” – potrivit lui Patrick Chinnery, de la Universitatea din Cambridge.
Din cauza acestor neclarități, Comisia SUA a recomandat în februarie ca în cadrul terapiei de înlocuire mitocondrială, dacă va fi aprobată, să fie implantați numai embrioni masculini, pentru a fi evitată transmiterea genomului mitocondrial defect generațiilor următoare.
„Blestemul mamei”
Majoritatea oamenilor de știință au fost de acord cu aceasta, numai biologul Damian Dowling de la Universitatea Monash din Melbourne, Australia, are anumite rezerve cu privire la soluția propusă. Cercetările proprii efectuate de acesta, pe musculițe drozofile, arată că masculii sunt mai sensibili la modificările genetice din mitocondrii decât femelele. Deoarece femeile transmit mitocondriile, prin selecție naturală se va asigura păstrarea genomului acestora intact. Bărbații nu sunt la fel de norocoși. Dacă mutațiile nu afectează femeile, bărbații pot suferi de infertilitate sau chiar deces.
Acest fenomen este cunoscut ca „blestemul mamei” - un termen inventat de geneticianul Neil Gemmell, de la Universitatea Otago din Noua Zeelandă pentru a descrie bagajul biologic pe care mamele îl transferă neintenționat copiilor.
În concluzie, transferul de mitocondrii pentru biologul David Rand de la Universitatea Brown, care studiază genomul mitocondrial, este un proces extrem de imprevizibi. Iată de ce, mulți experți cer prudență, chiar în mijlocul emoțiilor evenimentului de naștere a unui copil cu trei părinți, care a avut loc în Mexico.
De asemenea, un copil cu trei părinți a fost născut în China, iar încă doi așteaptă să se nască în Ucraina, declară Nature News. Zang, continuă să încurajeze părinții potențiali din Mexic: ,,Noi am obținut interes atât local cît și peste hotare, invităm lumea să cunoască mai multe detalii despre această procedură”.
Vor fi familii norocoase, dar și cazuri nereușite
Doug Wallace, șeful Centrului de Medicină Mitocondrială și Epigenomică din cadrul spitalului pentru Copii din Philadelphia este unul din susținătorii tehnicii mitocondriale, acesta consideră că nu sunt motive de a stopa cercetările în domeniu și este nevoie doar de aprobare: ,,Eu consider că vom avea ocazia să urmărim mai multe exemple printre care vor fi familii norocoase și cazuri mai nereușite din care medicina va avea de învățat ceva”.
Cercetările mitocondriale încă mai trebuie aprofundate, afirmă Wallace, chiar dacă potrivirea mitocondriilor este o metodă bună, în practică pot apărea situații imprevizibile, Totuși, pentru femeile care își doresc cu disperare un copil metoda de tratament mitocondrială este o șansă. Wallace a mai adăugat că terapia mitocondrială de înlocuire ar putea fi o oportunitate pentru femeile mai în vârstă, pentru a evita transmiterea mutațiilor genetice letale din cauza fertililității reduse. ,,Nu sunt dovezi că anume va fi reușită pentru oricine, dar dacă ar fi așa, atunci ar apărea pe lume zeci și sute de copii concepuți prin această metodă”.
Aceste articol aparține jurnalistei Jill Neimark și a fost publicat pe site-ul Undark.ORG
█ Articole relaționate:
Au fost puse la punct tehnicile prin care se va naşte primul copil cu gene de la trei părinţi
Un copil cu trei părinți ar putea să se nască în Marea Britanie