Čínští vědci vypěstovali v laboratoři myší samčí pohlavní buňky. Zdá se, že svítá šance pro léčbu neplodnosti mužů, záchranu vymírajících druhů i šlechtění hospodářských zvířat.

Embryonální kmenové buňky vypěstované v laboratoři z buněk velmi raného embrya slouží biologům jako univerzální buněčná surovina. Neomezeně se množí, a pokud jim vědci vytvoří odpovídající podmínky, promění se v jakýkoli ze zhruba 230 typů buněk dospělého organismu.

Vědci doufají, že z nich vypěstují typ buněk, který pacientům chybí nebo špatně plní své úlohy v organismu. V současnosti vyvíjejí lékaři postupy, při kterých mají buňky vypěstované z embryonálních kmenových například zacelit poraněnou míchu.

Recept neznámý

Správný recept pro pěstování některých typů buněk z univerzální buněčné suroviny ale současná věda nezná. Platí to i o spermiích. Před čtyřmi roky donutili japonští vědci myší embryonální kmenové buňky, aby v laboratoři vykročily na cestu ke spermiím. Buňky však dokončily vývoj jen poté, co vědci laboratorně získaný buněčný „polotovar“ transplantovali do varlat neplodných myšáků.

Čínští vědci, které vedl Ša Ťia-chao z univerzity v Nankingu, nyní dovedli laboratorní proměnu myších embryonálních kmenových buněk na spermie mnohem dál. Výsledkem jejich pokusů popsaných ve vědeckém časopise Cell Stem Cell stále není plnohodnotná spermie poháněná vpřed bičíkem. Číňané vypěstovali malé kulaté buňky. Když je ale vnesli do zralých myších vajíček, narodily se z takto vzniklých embryí zdravé myšky podobně jako po oplození vajíčka spermií.

Zneklidňující nejasnosti

Pokus čínských vědců na sebe strhnul pozornost sdělovacích prostředků po celém světě. Přináší řešení neplodnosti mužů? Ještě zdaleka ne! Jako výchozí surovina posloužily v čínském experimentu buňky nesoucí dědičnou informaci embrya. Pokud by se vědcům povedlo zopakovat tento úspěch s lidskými embryonálními kmenovými buňkami, nesly by vzniklé pohlavní buňky dědičnou informaci lidského zárodku použitého k tvorbě těchto buněk. Neplodnému muži by však k narození jeho biologicky vlastního dítěte nepomohly.

K tomu by museli vědci postup modifikovat. Nejprve by odebrali neplodnému muži tělní buňky, například buňky pokožky. Ty by pak postupem, za který získal japonský biolog Šinja Jamanaka vroce 2012 Nobelovu cenu, proměnili v univerzální buněčnou bílkovinu. Teprve z těchto buněk by vypěstovali pohlavní buňky použitelné pro početí dítěte umělým oplodněním.

Nikdo dnes nedokáže zaručit zdárný konec této procedury. Je možné, že vhodnou recepturu budou vědci hledat ještě dlouhé roky.

I nad současným postupem se vznášejí otazníky. K proměně v pohlavní buňky vytvořili doktor Ša a jeho spolupracovníci myším embryonálním kmenovým buňkám příhodné podmínky tím, že je smísili s buňkami odebranými z varlat myšáků a do živného roztoku přidávali výluh z podvěsku mozkového skotu. Obě klíčové ingredience nejsou jasně definované, a pokud je připraví jiný tým, nemusí recept fungovat.

„Jen bůh ví, co v tom všechno je, ale zjevně je to dobrý materiál,“ komentovala kultivační systém Číňanů v rozhovoru pro vědecký týdeník Science americká bioložka Mary Ann Handelová z kalifornského výzkumného ústavu Jackson Laboratory.

Trnitá cesta k léčbě neplodnosti

Další nejasnost panuje kolem teploty, za jaké proměna embryonálních kmenových buněk na pohlavní buňky proběhla. Číňané uvádějí, že buňky pěstovali při 37 °C. Tak vysokou teplotu ale samčí pohlavní buňky savců nesnášejí. Samci savců mají varlata v šourku právě proto, že pak spermie vznikají za optimální teploty kolem 34 °C. Není jasné, proč vysoká kultivační teplota laboratorně pěstované buňky nepoškodila.

Ani ve chvíli, kdy se vědcům podaří najít správnou recepturu pro proměnu tělních buněk neplodných mužů ve spermie, nebude technika zralá pro praktické použití.

Lékaři se budou muset nejprve přesvědčit, že vzniklé pohlavní buňky nejsou defektní. Po myších proto zřejmě přijdou na řadu opice. Zdaleka nebude stačit, aby se po oplození „umělými spermiemi“ narodila zdravá mláďata. Vědci budou narozená zvířata sledovat i v pokročilém věku a zjišťovat, jestli více netrpí nějakými zdravotními komplikacemi, například rakovinou, kardiovaskulárními chorobami či degenerací mozku. Bude nutné prověřit několik po sobě jdoucích generací, aby se nestalo, že se negativní efekt „umělých spermií“ projeví třeba až u vnoučat či pravnoučat.

Mnohem dřív se proto můžeme dočkat praktického uplatnění postupů u zvířat. Vědci by mohli například vypěstovat spermie z buněk samců kriticky ohroženého druhu, kteří jsou už staří a nedokážou se přirozeně rozmnožovat.

Podobně by mohl postup zajistit produkci spermatu vynikajících plemeníků hospodářských zvířat, kteří se ocitli za zenitem plodnosti.

Etické otazníky

V humánní medicíně bude případné zavedení metody záviset i na zodpovězení řady etických otázek. Představme si například muže, který nemá spermie, protože se jako chlapec musel podrobit léčbě zhoubného nádoru vyvolaného vážným dědičným defektem. Měli by pro něj vědci vyrobit spermie z „přeškolených“ kožních buněk i v případě, kdy hrozí, že děti zdědí po otci defekt DNA silně zvyšující riziko onemocnění rakovinou?

Je namístě vyrobit spermie třeba osmdesátiletému neplodnému muži, aby zplodil děti, i když je vysoce pravděpodobné, že se o ně nebude moci starat až do jejich dospělosti? Máme právo vytvářet spermie mužů, kteří jsou po smrti, ale zůstaly po nich živé buňky?

Tyto a mnohé další etické otazníky bychom měli vyřešit dřív, než bude technika plně zvládnutá a zralá pro uvedení do praxe.

LN, 16.3.2016