Ποντίκια του ίδιου φύλου αναπαράγονται επιτυχώς μεταξύ τους

Κατιούσα

Στο ζωικό βασίλειο υπάρχουν ορισμένα κατώτερα σπονδυλωτά είδη όπως μερικές σαύρες και ψάρια που μπορούν να αναπαραχθούν μονογονικά. Τα θηλαστικά στα οποία συμπεριλαμβάνεται ο άνθρωπος, ο σκύλος, η γάτα και το ποντίκι αναπαράγονται μέσω της σεξουαλικής επαφής 2 φύλων. Γιατί ο άνθρωπος ή το ποντίκι δεν μπορούν να απαραχθούν όπως κάποιες σαύρες; Η απάντηση βρίσκεται στο γενετικό υλικό (DNA), δηλαδή στο βιολογικό μακρομόριο το οποίο περιέχει κωδικοποιημένες όλες τις απαραίτητες πληροφορίες για την δημιουργία, την ανάπτυξη και την επιβίωση ενός οργανισμού. Λίγα είναι μέχρι τώρα γνωστά για τους γενετικούς παράγοντες που αποτρέπουν την μονογονική αναπαραγωγή στα θηλαστικά.

Σε μια πρόσφατη έρευνα που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Cell Stem Cell¹ ερευνητές προχώρησαν μερικά βήματα προς αυτήν την κατεύθυνση. Ειδικότερα χρησιμοποίησαν DNA από 2 θηλυκά ποντίκια για να δημιουργήσουν υγιή μικρά ποντίκια, κάποια από τα οποία μεγάλωσαν και ζευγάρωσαν επιτυχώς. Στην ίδια μελέτη παρήγαγαν ποντίκια χρησιμοποιώντας το γενετικό υλικό από 2 αρσενικά ποντίκια, ωστόσο οι απόγονοί τους έζησαν μόνο για λίγες μέρες.

Η μέθοδος που χρησιμοποιήθηκε για την δημιουργία ποντικιών από γονείς του ίδιου φύλου αποκάλυψε σημαντικούς γενετικούς παράγοντες που είναι απαραίτητοι για την ανάπτυξη υγιών εμβρύων. Αυτοί οι γενετικοί παράγοντες ανήκουν στην κατηγορία των γενετικών εντυπωμάτων. Με αυτόν τον όρο αναφερόμαστε σε επιγενετικές τροποποιήσεις του DNA, δηλαδή προσθήκη μικρών χημικών ομάδων στα νουκλεοτίδια που έχουν σαν αποτέλεσμα την απενεργοποίηση του γονιδίου που βρίσκεται στην συγκεκριμένη θέση. Μέχρι τώρα έχουν βρεθεί 100 περίπου γονίδια που είναι εντυπωμένα.

Αξίζει να τονιστεί πως πολλά γονίδια κουβαλούν τέτοιες επιγενετικές τροποποιήσεις μόνο στο ένα φύλο. Ο συνδυασμός δυο ίδιων γονιδίων με όμοιες γενετικές τροποποιήσεις σε ένα έμβρυο –στην περίπτωση που οι γονείς ανήκουν στο ίδιο φύλο- οδηγεί στον θάνατο του.

Ένα θηλυκό ποντίκι που γεννήθηκε από 2 μητέρες σκύβει πάνω από τα μικρά της

Διαγραφή των τροποιήσεων

Στην προσπάθεια τους να υπερκεράσουν αυτό το εμπόδιο, η ομάδα από την Κινέζικη Ακαδημία Επιστημών στο Πεκίνο χρησιμοποίησε απλοειδή εμβρυικα βλαστοκύτταρα που δημιουργήθηκαν είτε από σπέρμα ή ωάρια. Αυτά τα τα κύτταρα έχουν μόνο ένα σετ χρωμοσωμάτων και όπως τα περισσότερα κύτταρα περιέχουν τις γενετικές περιοχές που παράγουν τις προαναφερθείσες χημικές τροποποιήσεις.

Σε μια διαδικασία δοκιμής και σφάλματος και αξιοποιώνας αποτελέσματα από προηγούμενες μελέτες, οι ερευνητές διέγραψαν με το λεγόμενο “μοριακό ψαλίδι” (CRISPR–Cas9) αυτές τις γενετικές περιοχές ανα όμαδες, αναζητώντας εκείνες που μπορούν να αφαιρεθούν χωρίς να επηρεάσουν την παραγωγή ενός υγιούς εμβρύου. Κατόπιν συνδύασαν ένα βλαστοκύτταρο προερχόμενο από ένα θηλυκό ποντίκι με ένα ωάριο από ένα άλλο θηλυκό ζώο με αποτέλεσμα την δημιουργία ποντικιών από δυο μητέρες. Επιπλέον εισήγαγαν ένα βλαστοκύτταρο από ένα αρσενικό ποντίκι μαζί με το σπέρμα ενός ακόμα αρσενικού σε ένα ωάριο χωρίς πυρήνα (και κατά συνέπεια DNA) για την δημιουργία απογόνων από 2 πατέρες.

Μετά την διαγραφή τριων γενετικών περιοχών, οι επιστήμονες κατάφεραν να παράξουν 29 ζωντανά ποντίκια από 2 θηλυκά, 7 εκ των οποίων απέκτησαν τους δικούς τους απογόνους. Η ομάδα χρειάστηκε να διαγράψει 7 περιοχές για να παράξει 12 ποντίκια από 2 αρσενικούς γονείς- αλλά αυτά τα ποντίκια επέζησαν για 2 μόνο μέρες πρωτού υποκύψουν εξαιτίας προβλημάτων στην αναπνοή και περίσσιου υγρού στους ιστούς τους.

Αυτά τα αποτελέσματα αποκάλυψαν κάποιες από τις πιο σημαντικές γενετικές περιοχές που αποτρέπουν τα θηλαστικά από την αναπαραγωγή ατόμων του ίδιου φύλου σύμφωνα με τον επικεφαλής ερευνητή, Zhou.

Ριψοκίνδυνη διαδικασία και βιοηθικοί προβληματισμοί

Οι επιστήμονες είναι σκεπτικοί για το αν αυτή η τεχνική θα μπορέσει ποτέ να εφαρμοστεί στους ανθρώπους. “Σχεδόν όλα, αν όχι όλα τα έμβρυα που αναπτύχθηκαν ήταν μη φυσιολογικά και δεν μπόρεσαν να επιβιώσουν” δήλωσε ο Jacob Hanna, ένας μοριακός γενετιστής από το Ινστιτούτο Έρευνας στο Rehovot στην Ισραήλ². Η μελέτη είχε μόνο 14% επιτυχία από έμβρυα που προέκυψαν από 2 μητέρες και 2.5% από έμβρυα που προέκυψαν από 2 πατέρες. “Νομίζω ότι είναι σχεδόν αδύνατο να λάβει άδεια αυτή η τεχνική για κλινική εφαρμογή” είπε o Hanna. Σύμφωνα με τον ειδικό στην αναπαραγωγική βιολογία Allan Spradling, από το Ινστιτούτο Carnegie στην Βαλτιμόρη “Όταν αναπαράγεσαι, χρειάζεσαι κάθε δυνατό παράγοντα για να έχεις ένα καλό αποτέλεσμα. Δεν υπάρχουν ενδείξεις για το πόσο φυσιολογικά μπορεί να είναι αυτά τα ποντίκια, καθώς και το πόσο επιρρεπή μπορεί να είναι σε ασθένειες”. Προσθέτει “Δε νομίζω ότι αυτή η τεχνική θα μπορέσει να γίνει ρουτίνα και να επιτρέψει στους ανθρώπους να αποκτούν παιδιά από 2 πατέρες ή 2 μητέρες. Δεν καταλαβαίνουμε τη διαδικασία αρκετά καλά και θα ήταν ρίσκο να το πάμε τόσο μακριά”.

Είναι σημαντικό να τεθούν υπόψιν τα βιοηθικά ερωτήματα που προκύπτουν από την πιθανή χρήση της γενετικής μηχανικής στην ανθρώπινη αναπαραγωγή. Τα υποθετικά “μεταλλαγμένα” παιδιά θα είχαν άραγε ίση αντιμετώπιση από την κοινωνία; Θα είναι υγιή; Εφόσον δινόταν άδεια για γενετικές τροποποιήσεις εμβρύων για μη θεραπευτικούς σκοπούς, πόσο θα απείχε η χρήση τεχνικών της μοριακής βιολογίας όπως το μοριακό ψαλίδι (CRISPR–Cas9) που μπορεί να τροποποιεί κατά βούληση γονίδια, για την δημιουργία απογόνων με επιθυμητά χαρακτηριστικά; Είναι άραγε ηθικό να επέμβουμε στο ανθρώπινο γονιδίωμα για την δημιουργία απογόνων, χωρίς να συντρέχουν λόγοι υγείας; Τα παραπάνω ερωτήματα είναι δύσκολα και σίγουρα δεν μπορούν να απαντηθούν μόνο απο τους πολιτικούς ή τους ειδικούς επιστήμονες. Είναι απαραίτητο η κοινωνία να αποκτήσει γνώση της προόδου που συντελείται στις επιστήμες Υγείας και να συναποφασίσει με τους ειδικούς για τη χρησιμοποίηση των νέων τεχνολογιών.

1. Li, Z. et al. Cell Stem Cell 23, 1-12 (2018).
2. Healthy mice from same-sex parents have their own pups, Published online: 11 October 2018; doi:10.1038/d41586-018-06999-6