Журнал New Scientist в своем эксклюзивном материале сообщил о первой успешно проведенной на человеке процедуре переноса ядра от одной яйцеклетки к другой. У ребенка, рожденного в результате такой процедуры, присутствуют гены не только отца и матери, но и митохондриальная ДНК от женщины-донора. Результаты работы еще не опубликованы в научном журнале, медики только планируют представить их на конференции Американского общества репродуктивной медицины в Солт-Лейк-Сити в октябре этого года.
Митохондрии, так называемые «энергетические станции клетки», наследуются только по материнской линии, то есть каждый ребенок получает их от матери. Они имеют собственную ДНК, в которой имеется несколько десятков генов, кодирующих белки или малые РНК. Хотя митохондриальный геном очень небольшой (всего 16569 нуклеотидов), высокий уровень мутаций в этих органеллах и отсутствие половой рекомбинации таких генов ведет к появлению значительного числа наследственных заболеваний, связанных с изменениями в последовательности ДНК митохондрий. Теоретически, передачу детям наследуемых таким образом заболеваний можно исключить, если заменить митохондрии материнской яйцеклетки на митохондрии из яйцеклетки здоровой женщины-донора. Ребенок, рожденный в результате такой процедуры, будет нести генетическую информацию от трех родителей (хотя доля донорской митохондриальной ДНК, конечно, составляет лишь доли процента от родительской ядерной).
Методы переноса митохондрий разрабатываются еще с середины 1980-х годов прошлого века. Первый опробованный на человеке подход - цитоплазматическое донорство - подразумевает инъекцию здоровых митохондрий в яйцеклетку будущей матери вместе с «клеточным соком», то есть цитоплазмой. Цитоплазматическое донорство активно исследовалось американским ученым Жаком Коэном в 90-х годах прошлого века, а в 1997 году в результате проведения такой процедуры родились первые в мире 30 человек . Однако этот подход имеет существенный недостаток. Поскольку митохондрии матери в ходе процедуры не удаляются, а только дополняются здоровыми органеллами, то ребенок несет одновременно и здоровые, и испорченные органеллы. В ходе деления митохондрии распределяются между дочерними клетками случайно, и в некоторых из них может оказаться значительное количество испорченных органелл, что способно привести к развитию болезни.
Более перспективным методом на сегодняшний день является не инъекция митохондрий в яйцеклетку матери, а, наоборот, перенос самогó ядра из яйцеклетки матери в яйцеклетку донора со здоровыми митохондриями (собственное ядро из него предварительно удаляют). Этот метод существует в двух вариантах, которые можно условно назвать британском и американским. В первом случае (pronuclear transplantation, PNT) медики сначала оплодотворяют отцовской спермой две яйцеклетки - будущей матери и донора - а затем переносят ядро одной женщины в безъядерную яйцеклетку другой. Во втором случае (maternal spindle transfer, MST) используются две неоплодотворенные яйцеклетки и хромосомы одной из них переносятся в другую в виде веретена деления. Последний вариант был несколько лет назад опробован на макаках американским ученым советского происхождения Шухратом Миталиповым.
Именно этим подходом сейчас воспользовались медики под руководством Джона Джанга. По сообщению New Scientist, выбор в пользу этого варианта сделали сами родители будущего ребенка на основании своих религиозных убеждений - в отличие от британской версии процедуры, американская не подразумевает манипуляций с оплодотворенными яйцеклетками. Показанием к проведению процедуры стал статус носителя синдрома Лея у матери ребенка. Это редкое, но тяжелое неврологическое заболевание, которое примерно в 20 процентах случаев связано с мутациями именно в митохондриальной ДНК. Два первых ребенка пациентки умерли в результате развития этого заболевания. Третьему, рожденному после процедуры переноса ядра в яйцеклетку донора, сейчас уже пять месяцев. Всего медиками было получено пять эмбрионов, но только один из них выжил и был подсажен матери. По словам ученых, анализ образцов говорит о том, что у ребенка сохранился только один процент испорченных материнских митохондрий, хотя для развития заболевания эта доля должна составлять не менее 18 процентов.
New Scientist подчеркивает, что описываемая процедура митохондриального донорства проводилась в Мексике, так как на данный момент легальный статус подобных операций в США неясен - они не разрешены, но и не запрещены. Первой страной, которая прямо разрешила проводить подобные процедуры и разработала процедуру лицензирования медицинских центров, которые их проводят, стала в прошлом году Великобритания. Подробнее о методе донорства и его легальном статусе можно прочитать .
Александр Ершов
Британским независимым комитетом рождаемости и эмбриологии было официально одобрено рождение детей от трех родителей. Этот спорный шаг имеет историческую значимость, ведь он был вызван благими побуждениями: это поможет предотвратить митохондриальные заболевания у детей.
Предотвращение смертельных генетических заболеваний
Первые дети от трех родителей появятся на свет уже в конце 2017 года. С биологической точки зрения у новорожденного будет две мамы и одни папа. Технологию стали разрабатывать в связи с повышением числа генетических аномалий у детей, рожденных от больных матерей. Многие британские семьи уже потеряли потомство от неизлечимых митохондриальных заболеваний. При этих недугах нарушаются функции мозга, ослабевают внутренние системы организма, развивается порок сердца и прочее. Вызваны подобные генетические отклонения ослаблением части клеточной структуры, отвечающей за энергообмен.
Недуг передается только по материнской линии
Ученые отмечают, что подобные генетические отклонения передаются только по материнской линии, поэтому стали разрабатывать метод, согласно которому плод имеет возможность развиваться из трех клеток: спермы отца, яйцеклетки матери, а также донорской (здоровой) яйцеклетки. В результате ребенок получает небольшое количество клеток ДНК от донора. Сразу оговоримся, что эта процедура является законной и этичной с научной точки зрения.
Решение исторической важности
Свое мнение по этому поводу уже успела выразить Салли Чешир, председатель Управления по оплодотворению и эмбриологии: «Перед вами решение исторической важности. Перед учеными, проводящими работу в сфере эмбриологии, долгий путь, который не приемлет ошибок. Необходимо методично, но постепенно развивать это направление. Я уверена, что многие родители останутся довольны нашим сегодняшним решением».
У этого метода сразу появились противники
Некоторые ученые все же достаточно прохладно восприняли грядущие изменения. По их мнению, новый метод может широко распахнуть двери для генной инженерии, которая на сегодняшний день остается под запретом. Противники опасаются, что если метод зачатия от трех родителей будет широко использоваться, не за горами официально разрешение на рождение «генетически модифицированных» детей.
Чтобы получить разрешение на применение донорской яйцеклетки, будущие родители должны получить разрешение в Управлении по оплодотворению и эмбриологии. Эта же структура должна одобрить конкретную клинику, в которой будет произведена пересадка. И только после того, как все необходимые разрешения будут получены, может осуществиться сама процедура. Официально метод зачатия от трех родителей разрешен только в тех случаях, когда высок риск развития митохондриального заболевания у будущего ребенка. С наступлением нового года клиники уже могут обращаться в соответствующую структуру для получения лицензии на проведение процедуры.
Обязательства по поддержке
Планируется, что ежегодно помощь в виде донорской яйцеклетки будет оказана 25 семейным парам. Вот что говорит профессор Мэри Герберт, сотрудница перинатального центра Ньюкасла: «Отрадно, что многие годы исследований в этой области могут, наконец, быть применимыми на практике. Мы помогаем семьям, чьи дети пострадали от этих смертельных заболеваний. В настоящее время наука далеко продвинулась в сфере клинических методов лечения. Однако нам нужны доноры, которые готовы пожертвовать своими яйцеклетками для благих целей. Это поможет предотвратить передачу женщинами генетических заболеваний своим наследникам».
Будет обеспечено долгосрочное наблюдение за детьми
Как это работает?
Митохондриальная болезнь вызвана дефектами митохондрий, крошечных клеточных структур, которые преобразуют питательные вещества в теле в энергию. Один из каждых 4300 детей рождается с тяжелыми отклонениями, вызывающими мышечную слабость, глухоту, судороги, печеночную недостаточность, болезни сердца, неспособность к обучению, диабет первого типа и прочие недуги. Совокупность сразу нескольких перечисленных симптомов нередко приводит к смерти ребенка. Целью процедуры является получение здоровых митохондрий от донора. Однако эти клетки имеют свою собственную ДНК. В результате плод вбирает в себя генетическую информацию сразу от трех человек. Что касается наследования физических и личностных качеств, то они будут передаваться от биологических родителей.
Первый опыт
Великобритания не будет первой в мире страной, где появятся на свет дети от трех родителей. Ранее одной американской паре была оказана подобная услуга в специализированной клинике Мексики, в результате чего весной 2016 года на свет появился здоровый младенец.
Ранее сообщалось, что в Украине работают над уникальным , когда осуществляется пронуклеарный перенос ядра материнской и отцовской клеток в энуклеированную (лишенную собственного ядра) донорскую яйцеклетку . И вот стало известно, что такой ребенок появился на свет!
В начале января этого года в украинской клинике "Надежда" сообщили о появлении на свет необычного ребенка, который родился в результате инновационного репродуктивного метода, который еще называют "ребенок от трех родителей".
На пресс-конференции в УНИАН директор клиники Валерий Зукин сообщил, что уникальность этого случая в том, что это первый в мире ребенок, родившийся после пронуклеарного переноса ядер в уже оплодотворенных одноклеточных эмбрионах (до этого проводился перенос только в неоплодотворенных яйцеклетках).
С помощью пронуклеарного переноса ядер 34-летняя женщина с бесплодием в течение 15 лет смогла родить здорового и генетически родного ребенка. Она много лет пыталась забеременеть с помощью метода ЭКО в украинских и израильских клиниках. В начале января родился «наш» ребенок. Впервые в Украине репродуктологам клиники «Надежда» удалось достичь беременности благодаря пронуклеарному переносу ядер родителей к енуклеированной (лишенной собственного ядра) донорской яйцеклетки.
По словам медика, суть метода в том, что пациентке был проведен перенос клеточных ядер пациентки и ее мужа в донорскую яйцеклетку, которая в свою очередь была лишена ядра. Так получили реконструированную яйцеклетку, у которой был генетический набор ядерной ДНК от матери и отца (примерно 25.000 генов) и цитоплазматическое ДНК от донора (37 генов), то есть ребенок несет в себе гены "троих родителей". Наличие ДНК от троих человек было подтверждено при обследовании ребенка во время беременности в лабораториях Украины и Германии. Рождение ребенка, зачатого этим методом, зарегистрировано впервые в мире. Валерий Зукин также сообщил, что Великобритания - единственная страна в мире, где разрешено это проводить, а в Украине эти вопросы пока законодательно не урегулированы.
Также научный директор клиники репродуктивной медицины «Надежда» Ирина Судома заявила, что эта методика также показана женщинам, у которых не развиваются эмбрионы.
Есть пары, эмбрионы которых имеют значительные хромосомные поломки, причиной которых являются, в том числе митохондрии. Таким пациентам также показано данный метод.
Что касается технологии пронуклеарного переноса ядер, то яйцеклетки генетической матери (которая имеет митохондриальные заболевания) и здоровые яйцеклетки донора оплодотворяют спермой отца. После того, как ядра клеток начинают делиться, из одноклеточного эмбриона донора удаляют оплодотворенное донорское ядро клетки и перемещают на это место ядро генетических родителей ребенка. Технология также может применяться у пациентов с нарушениями раннего этапа развития эмбрионов. Именно к таким категориям пациентов может быть осуществлено пронуклеарный перенос ядер. Этот метод позволяет иметь детей тем женщинам, у которых могут подозревать рождения ребенка с митохондриальными заболеваниями. Митохондриальные заболевания диагностируются только тогда, когда у женщины уже рождается ребенок с тяжелыми умственными недостатками, нервно-психическими расстройствами, определенными формами кардиомиопатии, нарушения зрения.
Поэтому это большой прорыв в области медицины, которые удалось осуществить отечественным медикам.
Модель митохондрии в разрезе
Gregory Han / Flickr
Украинские репродуктологи рассказали о рождении первого в стране ребенка с ДНК трех родителей - основной от отца с матерью и митохондриальной от женщины-донора, сообщает УНИАН.
Процедура митохондриальной заместительной терапии (МЗТ), которую провели сотрудники клиники «Надія», направлена на рождение здоровых детей у женщин, которые страдают дефектами митохондрий. Существует два метода МЗТ. Один из них состоит в том, что ядро яйцеклетки матери, содержащее основной генетический материал, пересаживают в донорскую яйцеклетку с предварительно удаленным ядром, после чего оплодотворяют ее спермой отца. В результате такой процедуры, проведенной сотрудниками нью-йоркской клиники New Hope в мексиканской Гвадалахаре, летом 2016 года первый в истории ребенок от трех родителей.
Второй метод, который впервые в мире использовали украинские врачи, заключается в том, что материнскую яйцеклетку с дефектными митохондриями сначала оплодотворяют, а затем переносят в лишенную ядра донорскую яйцеклетку ядро, уже содержащее ДНК обоих родителей (такая методика называется пронуклеарным переносом). В обоих случаях полученный эмбрион помещают в матку матери для вынашивания, как при обычной процедуре экстракорпорального оплодотворения (ЭКО).
«С помощью пронуклеарного переноса ядер 34-летняя женщина с бесплодием в течение 15 лет смогла родить здорового генетически „своего родного“ ребенка. Она много лет пыталась забеременеть с помощью метода ЭКО в украинских и израильских клиниках. В начале января родился „наш“ ребенок. Впервые в Украине репродуктологам клиники „Надежда“ удалось достичь беременности благодаря пронуклеарному переносу ядер родителей в энуклеированную (лишенную собственного ядра) донорскую яйцеклетку», - рассказал на пресс-конференции директор клиники «Надія» Валерий Зукин. По его словам, наличие у ребенка ДНК от трех человек было подтверждено анализами, проведенными в лабораториях Украины и Германии.
Ранее на Всемирном конгрессе по репродуктивным технологиям ART 2016 в Нью-Йорке Зукин сообщил, что МЗТ методом пронуклеарного переноса прошли две его пациентки, у которых нет наследственных заболеваний митохондрий, но из-за митохондриальной недостаточности у них происходили выкидыши на ранних сроках.
В настоящее время процедура МЗТ официально разрешена только в Великобритании, хотя подобные эксперименты там еще не проводились. В большинстве стран этот вопрос в настоящее время законодательно не регулируется. Эксперименты в Мексике и на Украине получили одобрение соответствующих этических комитетов.
Тем не менее, проведение МЗТ систематически подвергается критике экспертов. Они озабочены недостатком данных об эффективности и безопасности этой процедуры для ребенка и его будущего потомства. Также неоднократно звучали призывы проводить МЗТ только эмбрионам мужского пола, поскольку мужчины не передают свои митохондрии потомству. При этом одна из пациенток Зукина, как сообщалось, беременна девочкой (пол родившегося ребенка в заметке УНИАН не указан).
Мальчик, рожденный силами сотрудников New Hope, здоров и чувствует себя хорошо. Также, по информации Natur e, ребенок от трех родителей родился в Китае, и посвященная этому публикация сейчас находится на рецензировании в одном из научных журналов.
Врачи и ученые давно мечтали о том времени, когда можно будет «выключать» дефектные гены в ДНК человека. И сегодня мы стали на шаг ближе к фантастическому будущему без наследственных болезней.
Наука сделала очередной значительный прорыв. В Мексике родился ребенок, родителями которого стали сразу три человека : биологические мать, отец и женщина-донор, которая подарила малышу здоровый ген вместо поврежденного . Он был успешно встроен в ДНК ребенка еще на стадии зарождения эмбриона.
Первый в мире ребенок с тремя «родителями» появился на свет еще весной этого года, но только сейчас ученые смогли отрапортовать об успехе эксперимента, - когда стало ясно, что младенец развивается нормально.
У матери ребенка обнаружили наследственный ген, вызывающий болезнь Лея - тяжелое поражение нервной системы у младенцев. Два первых ребенка пары умерли в младенческом возрасте и родители решили обратиться к американским ученым, чтобы те помогли родить им здорового наследника .
Поскольку опыты по использованию доноров ДНК в качестве третьего «родителя» официально разрешены только в Великобритании, команда ученых из Нью-Йорка под руководством Джона Жанга решила проводить эксперимент за ближайшей границей - в Мексике.
Семье (гражданства Иордании) - был предложен вариант замены генов, при котором ядро яйцеклетки матери (где находится поврежденный ген) заменяется ядром яйцеклетки здоровой женщины-донора . Затем такая «исправленная» яйцеклетка оплодотворяется и подсаживается матери.
Сейчас младенцу уже 5 месяцев. Он здоров - в его ДНК лишь 1% генов, отвечающих за развитие синдрома Лея, тогда как сама болезнь развивается при наличии 18% дефектных генов.
Ученым предстоит тщательно следить за здоровьем и развитием ребенка. Но уже сейчас американских исследователей поздравляют с успехом их коллеги по всему миру.
Их эксперимент означает то, что в будущем можно будет исключить все генетические болезни, от которых сейчас нет панацеи , - как были обезврежены в свое время чума и холера.
Одновременно в развитых странах продолжаются дебаты касательно «этичности» проведения таких генетических экспериментов. Сами Жанг и его коллеги считают просто: «То, что спасает жизни людей - этично».
Фотографии в тексте - DepositPhotos.