Japanske forskere har for første gang klart å lage levedyktige museunger med to biologiske fedre. Dersom metoden kan overføres til mennesker, kan det bli mulig for to menn å lage barn sammen.
– Ved å endre kjønnskromosom-settet i stamceller fra hanmus fra XY til XX, ble det mulig å lage eggceller fra mannlige stamceller, fortalte den japanske forskeren Katsuhiko Hayashi da han presenterte studien på det internasjonale symposiet om genredigering i mennesker i London i mars.
Den samme metoden kan også brukes til å lage eggceller fra hunmus som er infertile fordi de mangler det ene X-kromosomet.
Lager kjønnsceller i laboratoriet
Katsuhiko Hayshi tilhører et forskningsmiljø som jobber med in vitro gametogenese (IVG) – å lage kjønnsceller fra stamceller utenfor kroppen. Allerede i 2011 demonstrerte dette forskningsmiljøet at det er mulig å lage celler som ligner forløpercellene som kan bli til kjønnsceller.
Dette gjorde de ved å gi pluripotente muse-stamceller de riktige kjemiske signalene og dyrkningsbetingelsene. Hvis slike forløperceller får de riktige kjemiske signalene fra testikkel- eller eggstokkvev, kan cellene modnes videre til fungerende sædceller og eggceller det kan bli museunger av.
Men hittil har forskerne møtt på en begrensning. Stamcellene forskerne tar utgangspunkt i «husker» nemlig hvilket biologisk kjønn de stammer fra. Derfor har forskerne vært avhengige av å starte med stamceller fra en hunmus om de vil lage funksjonelle eggceller.
Gir stamceller nytt biologisk kjønn
På samme måte som hos mennesker har hunmus og hanmus forskjellige kjønnskromosomer. Hunmus har to X-kromosomer, mens hanmus har ett X- og ett Y-kromosom. Dette er det samme i alle cellene i kroppen. Dersom forskerne bruker stamceller fra hanmus (XY) som utgangspunkt for in vitro gametogenese, eller celler fra hunner med kromosomavvik som gjør at de mangler ett av de to X-kromosomene (X0), dannes det vanligvis ikke eggceller.
Det Hayashi og hans kollegaer nå har fått til er å «reprogrammere» det biologiske kjønnet til stamcellene som brukes som utgangspunkt for å lage kjønnsceller, blant annet ved hjelp av genredigering med Crispr [se figur]. Etter å ha gitt stamcellene ny identitet som «hun-celler» kan de brukes til å lage eggceller i laboratoriet.
Slik får forskerne frem eggceller fra en hanmus. Disse eggcellene ble så befruktet med sædceller fra en annen hanmus, det befruktede egget ble satt inn i en surrogatmus og ble til levende museunger.
Overførbart til mennesker?
På møtet i London ble Hayashi spurt om han tror at det er realistisk at metoden en dag kan brukes for å hjelpe mennesker av samme kjønn med å få genetisk felles barn. Ifølge Hayashi er dette usikkert av flere årsaker.
– Det er mange biologiske forskjeller mellom mennesker og mus, også når det gjelder kjønnscelledannelse, forklarte Hayashi.
En forskjell som bekymrer den japanske forskeren, er at det tar mye lenger tid å modne kjønnsceller for mennesker enn mus. Dette øker risikoen for at det vil oppstå epigenetiske mutasjoner, mutasjoner som ikke forandrer DNA-sekvensene, men som endrer hvordan cellene leser av informasjonen i DNA-et, altså hvilke gener som er skrudd «på» og hvilke som er skrudd «av».
En annen utfordring er at metoden, selv i mus, er lite effektiv. Av 630 embryo laget fra eggceller fremstilt fra hanmus og satt inn i surrogatmødre, ble det kun født syv levende museunger. I følge Hayashi vokste og utviklet disse syv museungene seg tilsynelatende normalt, og kunne selv få avkom, men enda må man følge flere mus, og undersøke dem nøye, for å være sikre på at de er like friske som normale museunger, understreket han.
– Det er heller ikke bare om det er teknisk mulig som vil avgjøre om teknologier som denne skal kunne brukes for å lage menneskebarn med to biologiske fedre. Det vil bli opp til samfunnet å avgjøre, sa Katsuhiko Hayashi.
B) Ved hjelp av gensaksen Crispr settes det inn et gen i X-kromosomet som gjør det mulig å skille celler som har to kopier av X-kromosomet fra celler som har én kopi av X-kromosomet.
C) Deretter må man kvitte seg med Y-kromosomet som avslører at cellene kommer fra en hanmus. Dette klarer cellene selv. Forskerne utnytter at pluripotente stamceller som dyrkes over tid i laboratoriet, noen ganger spontant kvitter seg med et Y-kromosom. Forskerne identifiserer stamceller som har mistet Y-kromosomet sitt (XO) og kan isolere og dyrke disse videre.
D) Deretter tilsetter forskerne et stoff kalt Reversin som fører til feil i hvordan celler fordeler kromosomer under celledeling. Dette gjør at noen av cellene som nå kun har ett X-kromosom etter celledeling kopierer dette X-kromosomet. Disse cellene ender da opp med to X-kromosomer (XX) og fremstår dermed som om de kommer fra en hunmus.
Det første og siste trinnet i denne prosessen kan også brukes til å doble antall X-kromosomer i cellene fra hunmus som har en kromosomfeil som gjør at de mangler et X-kromosom (XO, nederst).
