Matka jest tylko jedna?

Chyba wszyscy znamy stary dowcip kończący się pointą w opowiadaniu Jasia: Matka jest tylko jedna. Lecz oto nauka zaczyna dowodzić, że za sprawą mitochondriów matki mogą być biologicznie dwie. Tylko po co?

Czy jest możliwe, by dziecko miało troje biologicznych rodziców? Takie pytanie pojawiło się ponad miesiąc temu w amerykańskim tygodniku Nature, które jest najbardziej znanym interdyscyplinarnym czasopismem naukowym wydawanym od 1869. Pytanie to postawił dr Suchrat Mitalipow, Ujgur urodzony w Rosji, embriolog i biolog komórki, naturalizowany i pracujący na Oregon Health and Science University w USA. Z badań, jakie on i jego zespół prowadzą tam od kilku lat wynika, że jest to możliwe. Być może wkrótce urodzi się dziecko, które będzie miało jednego ojca, ale dwie matki.

Jest to możliwe dlatego, że genetyczny wkład matki w nowe życie pochodzi zawsze z dwóch odrębnych źródeł. Jednym z nich, podstawowym i o wiele większym od drugiego, jest oczywiście jądro jej komórki jajowej, w przypadku ludzi zawierające 23 chromosomy z genami. Pod tym względem wkład matki jest równy wkładowi ojca, który również daje swemu potomkowi komplet genów zawarty w 23 chromosomach w jądrze zwycięskiego plemnika. Ale ze strony matki pochodzi także szczególny wsad genetyczny, nazywany DNA mitochondrialnym.

Mitochondria to bardzo osobliwe twory pełniące wewnątrz komórek rolę baterii z energią. Przekształcają one energię cukrów prostych do postaci, jaka jest potem strawna dla wewnętrznej maszynerii komórki. Biologicznie są to zresztą twory zupełnie niezwykłe, które pochodzą od odrębnych komórek prastarych bakterii, jakie u zarania życia tj. około 2 miliardów lat temu weszły w pełną symbiozę z komórkami pierwszych roślin i zwierząt na naszej planecie. Ponieważ pochodzą od odrębnej komórki prabakterii, wnoszą także swoje własne, maleńkie chromosomy, a w nich osobne geny. W przypadku człowieka tych genów jest tylko 37, w porównaniu z około 20.000 genów, jakie rozpoznano w jądrze komórkowym. Ale wszystkie mitochondria w ciele każdego człowieka pochodzą od jednej jedynej komórki jajowej, jaką każdy z nas otrzymał od swojej matki. Plemniki i nasienie ojca nie wnoszą do tej puli nic. Stąd pomysł Mitalipowa, że może przecież istnieć człowiek, który ma dwie matki: jedną, która mu wniosła geny z jądra komórki jajowej, i drugą, po której ma geny z mitochondriów.

A cały pomysł wziął się stąd, że mutacje w mitochondrialnym DNA, podobnie jak mutacje w genach pochodzących z jądra komórki, mogą powodować choroby. Chodzi głównie o choroby w takich organach jak mózg, albo mięśnie, gdzie zapotrzebowanie na energię jest największe, co jak już wiadomo ma związek z energetycznymi funkcjami mitochondriów.  Same poszczególne choroby mitochondrialne wzięte osobno są bardzo rzadkie. Ale jest ich bardzo wiele. Jedno dziecko na 5.000 może mieć wrodzony defekt z mitochondriów. Jest to porównywalne np. z częstością występowania tzw. zespołu Martina-Bella, zwanego też zespołem łamliwego chromosomu X (ang. FraX), który jest drugą co do częstości – po dosyć częstym zespole Downa – dziedziczną przyczyną upośledzenia umysłowego, występującą zresztą trzy razy częściej u chłopców niż u dziewczynek. Choroby mitochondrialne nie są więc – statystycznie rzecz ujmując – jakimś szczególnym problemem medycznym, ale nie są też problemem, na który można nie zwracać żadnej uwagi.

Aby stwierdzić, czy transplantacje mitochondriów będą funkcjonować także u ludzi – bo u innych gatunków ssaków już się to udało – dr Mitalipow zgromadził komórki jajowe od kobiet mających stwierdzone zmiany w mitochondriach oraz jajeczka od kobiet ze zdrowymi, prawidłowymi mitochondriami. Potem ze wszystkich jajeczek usunął ich jądra i te ze zdrowych komórek odrzucił. Natomiast jądra z komórek jajowych, które miały zmiany w mitochondriach wszczepił do zdrowych komórek. (Mitochondriów zamienić nie mógł, bo jest ich za dużo i są za małe do manipulacji). Następnie komórki te zapłodnił plemnikami in vitro i pozwolił zapłodnionym jajeczkom na rozpoczęcie podziału, czyli rozpoczął proces rozwoju, który ostatecznie mógłby je doprowadzić do stania się pełną osobą ludzką.  

Prawie wszystkie jajeczka użyte do eksperymentu przeżyły wymianę jąder  komórkowych i trzy czwarte z nich udało się zapłodnić. Niestety, ponad połowa powstałych w ten sposób zygot, jak nazywa się zbite kulki komórek ukształtowane z wczesnych podziałów zapłodnionego jaja, szybko przejawiły rozmaite anomalie rozwojowe. W grupie kontrolnej, tj. zygot powstałych ze zdrowych jajeczek bez wymiany jąder, anomalie wykazuje tylko co ósma.  

Ta ogromna różnica zaskoczyła i zmartwiła dr Mitalipowa. Zaobserwowana proporcja wad rozwojowych w komórkach ludzkich jest bowiem o wiele wyższa niż w doświadczeniach z zygotami innych gatunków. Być może wynika to z braku doświadczenia w manipulowaniu jajeczkami ludzkimi, bo takie doświadczenie  przeprowadzono po raz pierwszy. Każdy gatunek ma swoje własne, swoiście gatunkowe kruczki i sekrety embriologiczne. Jeśli transplantacje mitochondriów miałyby stać się medyczną rutyną, to takie zawiłości u ludzi bardzo szybko dałyby o sobie znać w większej, głębszej i wyraźniejszej skali. A skoro tak, to stałyby się bardziej czytelne i przez odpowiednie majsterkowanie genetyczne – jak wierzy dr Mitalipow – dałyby się ich unikać, omijać albo naprawiać.     

Do tego jednak, aby ten eksperyment stał się uznaną procedurą medyczną droga jest jeszcze daleka. I nie chodzi tu tylko o stronę naukową. Mitalipow prawie nie ma wątpliwości, że uzyskane zygoty rozwinęłyby się w normalne płody i w efekcie dały normalne, zdrowe dziecko, gdyby w tej fazie wszczepiono je do macic kobiet. W świetle obowiązującego prawa na całym świecie, taki eksperyment jest jednak dziś nielegalny i prawdopodobnie jeszcze długo  takim pozostanie. Ale znając naturę ludzka trzeba założyć, iż sam fakt, że to się okazuje możliwe, wyzwoli debatę nad zmianą przepisów. Człowieka stale korci przecież, aby wejść w rolę Boga i ciągle mu się wydaje, że będzie wiedział lepiej jak poukładać naturę niż ona sama to zrobiła przez miliardy lat.

Powstają tu dwa pytania. Jedno jest pragmatyczne: czy taki proces ma szanse stać się sprawdzoną i bezpiecznie powtarzalną rutyną, a jeśli tak, to czy prowadziłby zawsze do powstania zdrowego dziecka, które rodziłoby się z szansą na to, że wyrośnie z niego normalny i zdrowy osobnik dorosły? Drugie pytanie ma charakter moralny, ponieważ to majsterkowanie komórkowe, które proponuje Mitalipow jest w gruncie rzeczy inżynierią genetyczną. Może nie aż tak, jak je zdefiniowano w wersji klasycznej, ponieważ nie modyfikuje się w sposób sztuczny samego łańcucha DNA. Ale mimo to jest to inżynieria tego rodzaju i to budzi opór, często podświadomy, u bardzo wielu ludzi. Czy człowiek ma moralne prawo decydowania o genach i właściwościach drugiego człowieka?

Co do pierwszego rodzaju pytań perspektywy wyglądają coraz lepiej. Kiedy dr Mitalipow poddał swoje zygoty badaniom mitochondriów, nie znalazł w nich ani śladu zmutowanego DNA mitochondrialnego, a to znaczy, że cel procedury wydaje się osiągnięty. Eksperyment na rezusach, który jego zespół zaczął trzy lata temu już dał cztery zdrowe młode małpy, które nie różnią się niczym od swoich rówieśników. Są to dopiero bardzo wczesne wyniki badań, ale są one zachęcające.    

Eksperymenty mają szanse utknąć dopiero na drugim rodzaju zagadnień. W sprawach moralno-prawnych nie ma bowiem jednolitości. Niektórzy ludzie z zasady opierają się wszelkiemu genetycznemu majsterkowaniu, inni są tylko nieufni, ale też ich w tej postawie wspierają. Jeszcze inni pytają o konsekwencje pojawienia się trzeciej osoby w procesie, który tradycyjnie zawsze był i nadal jest aktem rodzicielstwa w wykonaniu dwojga dorosłych ludzi. Uspokaja się ich twierdzeniem, że wkład matki mitochondrialnej jest ograniczony do genów programujących białka przetwarzające energię i nie ma większego znaczenia ani nie przejawia się w szerszym zakresie, np. w zakresie fizycznego lub psychicznego podobieństwa w rodzinach. Niektórzy martwią się jednak, jak będą się czuli osobnicy świadomi takiego potrójnego pochodzenia i jak wpłynie to na ich samookreślenie oraz stosunek do dwojga rodziców głównych.  Jeszcze niedawno takie i podobne pytania były czysto hipotetyczne. Obecnie jednak stały się rzeczywistością, i to polityczną. Np. we wrześniu brytyjska Human Fertilisation and Embryology Authority, agenda która właśnie tymi sprawami zajmuje się nad Tamizą, wszczęła oficjalnie publiczne konsultacje etyczne nad koncepcją tworzenia osób pochodzących od trojga rodziców według propozycji Mitalipowa. Konsultacje mają potrwać do 7 grudnia, a następnie ich opracowane wyniki zostaną na wiosnę 2013  przedstawione rządowi brytyjskiemu do rozważenia.     

To, czy będzie zgoda na takie praktyki, zależeć będzie ostatecznie od zdania tzw. opinii publicznej w tej sprawie. Zwolennicy takich eksperymentów wskazują z zapałem, że swego czasu istniała przecież bardzo silna opozycja wobec zapłodnienia in vitro (IVF)  i wobec tzw. dzieci z probówki. Dziś IVF jest już rutyną, a jest rutyną dlatego, że się udaje i wygląda na bezpieczną. Także w przypadku transplantacji mitochondriów najbardziej prawdopodobny scenariusz jest taki, że jedno państwo się wyłamie, zezwoli na taką procedurę u siebie, a reszta będzie się przyglądać i oceniać jej konsekwencje.  Jeśli okażą się one korzystne, wkrótce nie uda się znaleźć nikogo, kto by się przyznał, że z początku był tej technice przeciwny. Jeśli jednak okaże się, że to pomyłka, ze wszystkich stron zagrzmi zgodny okrzyk triumfu: „A nie mówiłem!?” Pod względem takich zachowań wszyscy ludzie wydają się bowiem pochodzić od jednej pary pierwotnych rodziców.  

Bogusław Jeznach

Dodatek muzy:

Burundyjska piosenkarka Khadja Nin śpiewa utwór pt. Mama. Właśnie badania mitochondrialne pozwoliły ustalić, że cała współczesna ludzkość pochodzi z Afryki i nosi w sobie geny jakiejś afrykańskiej pramatki nazwanej „mitochondrialną Ewą”