Kanak-kanak tiga orang ibu bapa

Kanak-kanak tiga orang ibu bapa

Alexander Chubenko
"Mekanik Popular" №10, 2014

Pada April 2015, Kementerian Kesihatan British berhasrat untuk menghalalkan rawatan penyakit mitokondria keturunan, di mana seorang kanak-kanak menerima kromosom nuklear dari ibu dan bapa yang sebenar, dan mitokondria yang sihat dari sel telur penderma. Malangnya, hadiah Tahun Baru untuk beribu-ribu keluarga dari jenaka April Fool ini tidak akan berfungsi: selepas kelulusan tindakan pengawalseliaan, persiapan akhir untuk eksperimen pertama akan mengambil masa sekurang-kurangnya beberapa bulan.

Perdebatan tentang kebolehterimaan kaedah ini telah berlaku selama bertahun-tahun. Lawan menganggapnya sebagai kelahiran semula eugenik, dan anak-anak yang mengandungnya diubah suai secara genetik. Tetapi terdapat lebih banyak penyokong kaedah untuk mencegah penyakit keturunan yang serius. Gen mitokondria tidak menjejaskan sebarang tanda luaran, dan rambut pada akhirnya menjejaskan gejala penyakit mitokondria.

Mitokondria yang cacat

Kira-kira 50 (menurut data lain – sehingga 150) sindrom disebabkan oleh disfungsi mitokondria diketahui. Mereka membawa kepada penyakit jantung, gangguan mental, gangguan neurologi yang teruk, distrofi otot, kencing manis, kehilangan penglihatan, pekak dan banyak masalah lain.

Keabnormalan kromosom dan penyakit keturunan yang disebabkan oleh mutasi salah satu daripada 19,000 "kerja" (mensintesis protein atau RNA) gen nuklear diketahui kira-kira 6000. Secara purata, salah satu daripada mereka berlaku dalam satu hingga lima hingga enam ribu bayi baru lahir. Akibatnya, satu dari beberapa ratus kanak-kanak dilahirkan dengan penyakit keturunan yang kurang memberi kesan kepada kesihatan.

Mutasi DNA mitokondria boleh menyebabkan penyakit warisan ibu. Setiap sel manusia (kecuali sperma dan telur) biasanya mengandungi 100-10,000 salinan mtDNA, dan ini dikaitkan dengan ciri-ciri manifestasi penyakit mitokondria – selalunya lebih awal daripada gejala permulaan dan gejala yang sangat berubah-ubah

DNA mitokondria (mtDNA) mengandungi hanya 37 gen, tetapi penyakit keturunan yang dikaitkan dengannya tidak kurang kerap daripada mutasi DNA nuklear. Pada tahun 2008, penulis artikel dalam American Journal of Human Genetics (Jurnal Amerika Genetik Manusiaapabila menganalisis genom mitokondria, lebih daripada 3,000 bayi baru lahir mendapati bahawa setiap bayi ke-200 (!) mempunyai eksplisit atau tersembunyi (tidak ditunjukkan dalam peperiksaan rutin, tetapi berpotensi berbahaya) penggantian nukleotida dalam mtDNA.

Sebab bagi kekerapan penyakit mitokondria yang tinggi adalah bahawa mutasi di mtDNA berlaku 1000 kali lebih kerap daripada dalam kromosom nuklear: semasa operasi "stesen janakuasa selular" sejumlah besar radikal bebas terbentuk, yang, jika mekanisme molekul yang sama gagal untuk meneutralkannya dalam masa, dapat menyebabkan pelanggaran dalam cincin mtDNA, yang terdiri daripada sekitar 16,500 nukleotida. Dan sistem pembaikan kerosakan DNA dalam mitokondria berfungsi lebih buruk daripada di dalam nukleus. Selain itu, tidak seperti kromosom nuklear, terdapat DNA "sampah" dalam mitochondria, dan radikal bebas yang terlepas bebas tidak dapat melepaskan diri ke bahagian genom yang tidak penting. Mana-mana kerosakan kepada gen mitokondria berdegup tepat pada sasaran dan boleh mengurangkan kecekapan yang dikodkan di dalamnya protein atau RNA, atau menghentikan sintesis sepenuhnya. Kegagalan seperti ini boleh membuat embrio tidak berdaya maju dan menyebabkan keguguran, dan dalam kes penyakit yang kurang teruk yang berkaitan dengan gangguan mitokondria, berhijrah dari satu generasi ke generasi.

Penyakit mitokondria hanya disebarkan melalui saluran ibu, bersama dengan sitoplasma telur: mitokondria dalam sel sperma adalah seribu kali lebih kecil, dan mereka sama ada tidak jatuh ke dalam telur, atau dimusnahkan oleh permulaan pembentukan embrio.Semasa divisi, mitokondria berpenyakit disebarkan ke sel anak perempuan, dan kanak-kanak perempuan yang sakit dengan probabiliti seratus peratus akan dilahirkan dengan penyakit yang sama. Apa yang perlu dilakukan apabila anda mengetahui tentang diagnosis seperti itu? Tinggal tanpa anak? Ambil anak angkat? Buat "yang penting" yang diusahakan dengan menggunakan persenyawaan in vitro dari telur penderma yang sihat dan sperma suami anda sendiri (atau lakukan yang sama, tetapi secara semulajadi, dengan tidak bersandar kepada ketiga-tiga pihak)? Atau …

Gantikan "bateri" dalam telur

Cara termudah untuk melakukan ini adalah memindahkan cytoplasm (pemindahan sitoplasma). Pada masa yang sama, sebelum persenyawaan extracorporeal (IVF), sebahagian daripada sitoplasma dikeluarkan dari sel telur pesakit, dan sitoplasma penderma dengan mitokondria yang sihat diperkenalkan di tempatnya. Penggunaan pertama kali menggunakan kaedah ini berlaku pada tahun 1997 di Institut Perubatan Reproduktif dan Sains di Livingstone (Amerika Syarikat, New Jersey). Sebagai ujian klinikal, teknik itu diulang kira-kira 30 kali, namun pada 2001 FDA (Pentadbiran Makanan dan Ubat-ubatan AS) sebenarnya melarang penggunaannya, kerana hasilnya tidak stabil untuk diperkenalkan ke dalam amalan klinikal.Mitokondria, tidak seperti kromosom, diedarkan di antara membahagikan sel secara rawak, dan beberapa sel embrio, dan oleh itu organ-organ yang terbentuk dari mereka, mungkin tidak dirawat. Benar, ada perkara seperti "pelancongan perubatan" … Terutama sejak mutasi dalam genom mitokondria tidak mungkin turun-temurun, tetapi secara rawak, dan kemungkinan ini meningkat dengan usia. Walaupun penggantian mitokondria separa (terutamanya pada wanita yang membuat keputusan untuk mempunyai anak pada masa dewasa, ketika memperoleh mutasi sangat mungkin muncul dalam mtDNA), teknik ini dapat meningkatkan keberkesanan IVF, dan pada saat yang sama kebarangkalian memiliki anak yang sihat.

Uji bayi tiub

Persenyawaan in vitro adalah salah satu kaedah untuk mengatasi kemandulan dalam kedua-dua wanita dan lelaki. Hanya jangan mengelirukan dengan inseminasi buatan dan ektopik, di mana konsepsi hampir sama seperti sifatnya!

Sebelum IVF, seorang wanita dengan hormon dirangsang untuk menghasilkan tidak satu, seperti biasa, tetapi beberapa telur, mereka diekstrak dan diletakkan dalam larutan spermatozoa tertumpu selama beberapa jam.Dengan kualiti sperma yang sangat rendah, kaedah suntikan intracytoplasmik spermatozoa digunakan – mereka dimasukkan ke dalam telur dengan bantuan kapilari nipis. Beberapa hari kemudian, dari setiap embrio berkembang dalam medium nutrien, salah satu daripada banyak sel diekstrak, dianalisis untuk kehadiran kelainan kromosom dan yang paling biasa atau mutasi salah seorang daripada ibu bapa adalah berbahaya dan dua atau tiga embrio masa depan ditanamkan ke dalam rahim pesakit. Ia mengambil masa lebih daripada tiga puluh tahun untuk membangunkan kaedah ini – dari percubaan pertama pada tahun 1944 hingga kelahiran bayi ujian "pertama" pada tahun 1978.

Hasil stabil boleh dicapai dengan menggantikan sitoplasma sepenuhnya dengan penderma, tetapi sel telur tidak akan mengalami operasi sedemikian. Tetapi proses sebaliknya – penggantian nukleus sel telur penderma oleh inti pesakit – tidak begitu rumit secara teknikal. Terutama sejak "kaedah Dolly" berfungsi hebat pada banyak jenis haiwan. Tetapi – ia licin di atas kertas …

Dan segala-galanya licin pada tikus, dan pada arnab, dan juga pada keledai, tetapi tiada siapa yang dapat mengklon primata sehingga baru-baru ini: embrio mereka dengan nukleus yang ditransplantasikan meninggal pada tahap awal kerana kromosom di sel pembahagi telah diedarkan secara rawak.Penyebab "kekacauan kromosom" ini pada tahun 2003 ditemui oleh penyelidik yang diketuai oleh Profesor Gerald Schatten dari fakulti perubatan Universiti Pittsburgh di Pennsylvania. Sebagaimana ternyata, dalam primata (yang kita juga termasuk), bersama-sama dengan nukleus, protein yang berkait rapat dengan kromosom dan diperlukan untuk pembentukan spindle mitotik, rangkaian mikrotubul dengan rapi meregangkan sepasang kromosom ke tiang-tiang sel membahagikan, dikeluarkan dari telur "menerima". Dan apabila mengekstrak nukleus yang dimaksudkan untuk dipindahkan ke telur penderma, protein-protein ini juga hilang.

Dua kaedah

Sekiranya anda fikir dengan baik, anda boleh mencari jalan keluar: menggunakan telur yang tidak disenyawakan sebagai penderma kromosom, tetapi sudah "sedikit mengandung". Perkara utama bukanlah untuk meluangkan masa.

Selepas penembusan spermatozoid menjelang pesaing ke dalam sel telur, nukleus mereka, masing-masing membawa satu set kromosom yang tidak berpasangan, berehat kira-kira tiga puluh jam selepas kerja keras dalam bentuk pronuclei – "pra-teras" – dan hanya selepas itu mereka bergabung menjadi satu.

Pengalaman pertama yang agak berjaya dengan pemindahan pronuklei antara telur manusia dilakukan oleh sekumpulan saintis yang diketuai oleh Doug Turnbull, seorang profesor di University of Newcastle, UK.Secara relatifnya, jika hanya kerana sepuluh daripada nombor tidak diketahui (mungkin beberapa ratus) telur tidak digunakan selepas prosedur IVF mula membahagikan (iaitu, menjadi embrio). Benar, pada tahun 2008, sejak itu Turnbull dan rakan-rakannya menerima kira-kira seratus embrio yang berdaya maju dan mendakwa bahawa teknik mereka kini sudah siap sepenuhnya untuk diperkenalkan ke klinik.

Sementara itu, beberapa hari selepas pemindahan pronuklei, blastosit – embrio dari satu atau dua ratus sel – perlu dimusnahkan. Walaupun "senarai menunggu" wanita yang mempunyai penyakit mitokondria di Britain sudah mengharap penyelesaian yang cepat dalam kajian klinikal. Keputusan ini ditangguhkan bukan sahaja kerana masalah birokrasi, etika dan lain-lain yang bukan perubatan, tetapi juga kerana pakar-pakar dari Pemprofilan Manusia dan Lembaga Embriologi tidak dapat memutuskan cara untuk menyelesaikannya – ini atau itu , kemudiannya dibangunkan di University of Oregon (USA) di bawah bimbingan rakan senegara kita Shuhrat Mitalipov. Atau kedua-duanya sekali.

Teknik kedua – pemindahan spindle bahagian – melibatkan pertukaran nukleus antara telur "matang",berada di tahap kedua meiosis – cara di mana hanya sel-sel seks, lelaki dan perempuan, membahagikan. Sebagai hasil daripada proses multistep kompleks ini, sel-sel progam diploid (dengan dua pasang kromosom), di mana, seperti sel somatik, satu set lengkap kromosom (pada manusia – 23 pasang) pertama terbentuk, dua, juga diploid, membentuk empat sel kuman sebenar – haploid, iaitu, dengan separuh set kromosom, satu dari setiap pasangan.

Pada akhir fasa terakhir meiosis, apabila kromosom berpasangan telah diverged, dan dinding-dinding nuklei di sekelilingnya belum terbentuk, pembahagian spindle yang membentangkan kromosom ke kutub telur dewasa masa depan boleh dikeluarkan bersama-sama dengan kromosom tanpa kehilangan protein yang diperlukan untuk pembentukan microtubules semasa pembelahan sel dalam embrio .

Dua teknik untuk menghilangkan penyebaran penyakit mitokondria kepada kanak-kanak
Artikel oleh Shukhrat Mitalipov tentang penerapan metode pemindahan spindle divisi yang berhasil diterbitkan dalam jurnal Alam pada tahun 2012. Bidang kerja utama adalah pencegahan penyakit mitokondria dan pengklonan terapeutik.

Dalam perjalanan ke kloning

Teknik pencegahan penyakit mitokondria pasti akan diluluskan untuk kajian klinikal – jika tidak musim bunga akan datang, kemudian sedikit kemudian. Selepas itu (mari kita semak pemeriksaan terhadap orang akan berjaya) – dan untuk digunakan di klinik. Mana antara dua kaedah yang sedia ada (dan mungkin belum diterbitkan sepertiga atau keempat) akan lebih baik, masa akan memberitahu. Dan pihak berkuasa pelesenan negara lain mungkin tidak mahu meninggalkan monopoli ke atas Britain: FDA telah membincangkan kemungkinan kajian klinikal kaedah Mitalipov selama setahun sekarang.

Secara teorinya, teknik ini akhirnya boleh membuat pengklonan pembiakan manusia yang mungkin. Walaupun ada pendapat bahawa tidak ada mudarat dalam hal ini atau apa pun. Tetapi, sebagai seorang wanita bertenaga berkata, "Saya akan memikirkannya esok." Selain itu, pengklonan manusia kini dilarang oleh undang-undang bukan sahaja di negara maju, tetapi juga, mungkin, di Pantai Gading. Hanya dalam kes.

Dan para penyelidik di bawah pimpinan Shukhrat Mitalipov terlibat dalam meningkatkan kaedah klon terapeutik – pengeluaran sel stem embrionik dari telur donor dan nukleus sel-sel kulit.Budaya mana-mana tisu badan yang ditanam dari mereka boleh digunakan untuk terapi sel, kerana organ-organ yang tumbuh secara immunologically serasi dengan tubuh pesakit, untuk mengkaji penyakit keturunan dan menguji keberkesanan calon-calon dadah.


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: