Когато през 2016 г. се роди бебе с трима биологични родители, възникнаха опасения относно етиката и безопасността на процедурата.
По време на експерименталната процедура ядрената ДНК на майката е трансплантирана в донорска яйцеклетка, като собствената ѝ ядрена ДНК е отстранена. След това лекарите оплождат донорската яйцеклетка с трансплантираната ядрена ДНК, като използват спермата на съпруга. Това е подход, наречен трансфер на майчиното вретено (MST - maternal spindle transfer).
Тази процедура е имала за цел да предотврати унаследяването от детето на рядко неврологично заболяване, наречено синдром на Лий, което може да се предаде чрез митохондриите на майката.
Опасенията са били, че следи от майчини митохондрии, извлечени с метода MST, ще се размножат и ще създадат здравословни проблеми за детето.
Техниката MST включва извличане на вретеновидната група хромозоми, съдържащи ядрената ДНК на майката, от яйцеклетката.
Сега проучване, разглеждащо ефекта на тази процедура върху генетиката на отделни клетки пет дни след оплождането, установи, че те не се различават от контролната група, което предполага, че процедурата не влияе върху развитието на ембриона в ранните му етапи.
Изследователите са използвали метод за тройно омично секвениране на единични клетки, за да изследват генома, ДНК метилома и транскриптома на десетки клетки от стадия бластоцист.
"Резултатите ни показват, че MST изглежда като цяло безопасен за ембрионалното развитие, с относително малко забавяне на процеса на деметилиране на ДНК на стадий бластоцист", съобщават авторите.
"Терапията за заместване на митохондриите е противоречива област", коментира съавторът на изследването Уей Шан (Wei Shang), акушер-гинеколог в Генералната болница на Китайската военноморска академия в Пекин. "С нашето изследване се надяваме да осигурим основа за развитието на техниката."
Дитрих Егли (Dietrich Egli), специалист по биология на стволовите клетки в Колумбийския университет, отбелязва пред Nature, че изследването е "уникално и забележително" поради високото качество на данните.
"Това е първото [изследване], което извършва такова изчерпателно сравнение на човешки ембриони, които са създадени с MST", посочва Дитрих Егли.
Първото дете, заченато през 2016 г. с помощта на донорски митохондрии и метода MST, нямаше никакви здравословни проблеми седем месеца след раждането, но дългосрочните ефекти все още са неизвестни.
"Митохондриите и ядрото на майката съжителстват от дълго време, така че може ядрото да предпочита клетки с митохондрии на майката", разказва Мин Дзян (Min Jiang), митохондриален биолог в Университета Уестлейк в Ханджоу, Китай.
"Досегашните проучвания показват, че MST работи. Но дългосрочното здравословно състояние на децата, родени с помощта на терапията, ще трябва да бъде изследвано с клинични проучвания", заявява тя.
В случая от 2016 г. са били прехвърлени по-малко от 5 процента от майчината митохондриална ДНК, съдържаща патологичния вариант. Съвременните техники могат да намалят този процент до 2 процента.
Правителствата на Великобритания и Австралия са узаконили митохондриалното донорство с цел предотвратяване на сериозни генетични наследствени заболявания. Но то все още е забранено в САЩ, а в Китай законността му е несигурна.
Синдромът на Лий е едно от няколкото заболявания, причинени от патологични варианти в митохондриите на майката, които засягат до 1 на 5000 деца.
Децата със синдрома на Лий обикновено не доживяват до две-тригодишна възраст. Те губят умствените, двигателните и гълтателните си способности, изпитват дихателни затруднения, повръщане, диария и неспособност да се развиват.
По-голямата част от ДНК в човешките ембриони идва от ядрото в човешката яйцеклетка и сперматозоид. Но митохондриите, които са двигателите на клетката, също съдържат известно количество ДНК. В ядрото има до 25 000 гена, а в митохондриите - само 37 гена.
Сперматозоидите съдържат известно количество митохондриална ДНК, но тя се унищожава в процеса на оплождане, поради което за възпроизвеждане остават само митохондриите на майката.
Single-cell multiomics analyses of spindle-transferred human embryos suggest a mostly normal embryonic development - Shuyue Qi ,Wei Wang ,Xiaohui Xue ,Zhuo Lu ,Jia Yan,Yunfei Li,Yu Zhang,Mingming Shu,Chunlan Song,Qihang Wang,Yunhai Chuai,Xinyu Zhai,Shujie Han,Fuchou Tang ,Wei Shang, Published: August 16, 2022 https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3001741
New Study Reveals The Safety of a Controversial 3-Parent Embryo Technique, ScienceAlert
