V roce 1984 vytvořila komise expertů pod vedením britské filosofky Helen Mary Warnockové dokument „REPORT OF THE COMMITTEE OF INQUIRY INTO HUMAN FERTILISATION AND EMBRYOLOGY“ a zformulovala v něm základní zásady pro manipulace s lidskými embryi. Šlo o první dokument svého druhu. Ve Velké Británii nevznikl náhodou, protože právě v téhle zemi se v roce 1978 narodilo první dítě po „oplození ve zkumavce“. Svět tehdy zachvátily obavy, že tím Patrick Steptoe a Robert Edwards otevřeli Pandořinu skříňku, z níž se jako na běžícím pásu pohrnou nejrůznější stvůry včetně kříženců člověka se zvířaty. A tak bylo na Helen Warnockové a spol., aby nastavili jasná „pravidla hry“.

Jedna ze zásad nastolených komisí určila, že nikdo nesmí kultivovat lidská embrya v laboratorních podmínkách déle než čtrnáct dní po oplození vajíčka spermií. Důvod byl zřejmý. Kolem čtrnáctého dne po oplození se stáváme „individuem“. Z latiny můžeme „individuus“ přeložit jako „nedělitelný“. A skutečně. Před čtrnáctým dnem vývoje se může lidské embryo rozdělit na dvě a někdy i více částí a každá se sama dál vyvíjí v nového jedince. Vznikají tak jednovaječná dvojčata. Po čtrnáctém dni vývoje to ale neplatí. V té době se stáváme nedělitelným individuem.

Myší embryo rostlo "na kolotoči" 6 dní mimo dělohu.

Kredit: HANNA, ET. AL./WEIZMANN INSTITUTE OF SCIENCE / NATURE.

Limit vytyčený Helen Mary Warnockovou a jejími spolupracovníky nebylo těžké dodržet. Nikdo neuměl kultivovat embrya déle než devět dní. To se ale změnilo před pěti lety, kdy tým vedený Magdalenou Zernickou-Goetzovou z Cambridge University vyvinul systém, v kterém se lidská embrya zdárně vyvíjela nejméně čtrnáct dní. Vědci pokus „stopli“ právě na hranici čtrnáctého dne, aby se nedostali do „postavení mimo hru“. Ale bylo jasné, že by se embryo vyvíjelo dál.

Samozřejmě se rozhořela ostrá diskuse. Využijeme novou technologii kultivace? Anebo ji dáme „k ledu“? Oba tábory předkládaly celkem pádné argumenty. Ve prospěch delší kultivace hovoří potřeba poznat tajemství vývoje v období, kdy jakákoli odchylka může mít za následek buď smrt embrya nebo závažné vývojové poruchy. Řada případů neplodnosti padá na vrub problémům vzniklým právě v tomto období. Na druhé straně lze pochopit i opačný názor. Lidské embryo není embryo myši, králíka nebo prasete. Má potenciál vyvinout se v člověka. Zcela jistě si zaslouží respekt. Na to, kam až by měl tento respekt sahat, ale existuje široká škála názorů.

Embrya na „kolotoči“

Nejnovější studie týmu vedeného Jacobem Hannou z Weizmann Instute of Science v izraelském Rechovotu nyní představila kultivační systém, který zajistí myším embryím vývoj do stádia čtyřiceti somitů. Embrya v tomto stádiu už mají vytvořen základ nervové soustavy a zcela zřetelně jim tluče srdce.

Video: Advanced embryo growth outside a uterus

Vývoj takto kultivovaných embryí končí ve stádiu odpovídajícímu polovině myší gravidity. Člověk dosáhne srovnatelné fáze vývoje zhruba měsíc po oplození. Jak u myši, tak u člověka to znamená vývoj daleko za stádia, kdy se embryo stává „nedělitelným“ individuem.

Systém kultivace není jednoduchý, ale není zase dramaticky komplikovaný. Kultivační nádobky rotují na jakémsi „kolotoči“. Embrya jsou ponořena do speciálního živného roztoku s obsahem lidského séra z pupečníkové krve. Atmosféra má zvýšený tlak kyslíku. Jako hlavní limitující faktor pro vývoj embryí se zdá právě průnik kyslíku do formujících se tkání. Ve chvíli, kdy je embryo příliš objemné, zůstávají některé jeho části nedokysličené, poškozují se a vývoj končí.

Co se stane, jestli Hanna nebo někdo jiný, kdo jeho techniku kultivace napodobí, vloží do nádobky lidské embryo? Jak daleko se bude vyvíjet? Co všechno na něm budeme moci sledovat? Co nového se o vývoji v těchto stádiích dozvíme a co z toho využijeme ke zvýšení šance na narození dítěte u neplodných párů? A měli bychom se do něčeho takového vůbec pouštět? Možná bychom se mohli k stejným informacím dostat nějakým jiným způsobem.

iBlastoid

Hned čtyři týmy nezávisle na sobě nyní publikovaly postup, jakým lze vytvořit „něco jako lidské embryo“. Dva mají své publikace zatím jen předběžně zveřejněné na serverech. Dva už publikovaly výsledky experimentů v časopise Nature. Pro vzniklý „útvar“ používají označení iBlastoid. Oč jde? A jak to souvisí s izraelským kultivačním systémem?

Už před časem hned několik týmů nasadilo do kultivačního systému tzv. pluripotentní kmenové buňky myši a ty se samy zorganizovaly do útvaru nápadně připomínajícího myší embryo ve stádiu blastocysty. V tomhle stádiu savci ještě nejsou nedělitelná individua. Jde o stádium, do kterého lze bez problémů kultivovat oplozené vajíčko jak zvířat, tak i lidí. Ostatně při léčbě neplodnosti oplozením in vitro (ve zkumavce) se právě tohle děje. Embrya kultivovaná do stádia blastocysty jsou přenášena do dělohy pacientkám, aby tam pokračovala ve vývoji a narodily se z nich děti.

Nyní vědci vytvořili embryo také z lidských pluripotentních kmenových buněk. Ty získali postupem, za nějž v roce 2012 obdržel japonský biolog Shinya Yamanaka Nobelovu cenu za fyziologii a medicínu. V běžných tělních buňkách odebraných z dospělého organismu (např. ve fibroblastech z pokožky) aktivoval Yamanaka čtveřici vybraných genů. Tím se specializované buňky „reprogramovaly“ na buňky s vlastnostmi buněk raného embrya. V možnostech těchto tzv v. Indukovaných pluripotentních kmenových buněk je následná proměna (diferenciace) na jakýkoli typ buněk dospělého organismu.

Když vědci nasadili lidské indukované pluripotentní kmenové buňky do speciálního kultivačního systému, vznikl rovněž útvar nápadně podobný embryu ve stádiu blastocysty. Aby zdůraznili odlišnost od blastocysty vzniklé z oplozeného vajíčka a zároveň poukázali na původ v indukovaných pluripotentních kmenových buňkách, dali vědci tomuto „embryu“ název iBlastoid. A tím se opět vracíme k izraelskému kultivačnímu systému s „kolotočem“. Co kdyby do něj vědci vložili lidský iBlastoid? Vyvíjel by se? A do jakého stádia? A nakolik by se výsledek shodoval s tím, kdybychom vložili do „izraelského kolotoče“ lidskou blastocystu vzniklou z oplozeného vajíčka?

Umělá děloha s jehněčím plodem (UA / UV Biobag system). Kredit: Children's Hospital of Philadelphia.

Názory na to, zda je iBlastoid rovnocenný s blastocystou vzniklou po oplození, se různí. Biologové mezi i Blastoidem a lidským embryem rovnítko v drtivé většině nekladou. Jinak vidí tuto otázku humanitně orientovaní odborníci, jako jsou filosofové či bioetici.

Umělá děloha

V téhle souvislosti se nabízí připomínka dalšího zajímavého výzkumu, který si klade za cíl vývoj umělé dělohy. Jde o zařízení, které by zajistilo vývoj embryí a plodu mimo tělo matky. Zatím se vědci soustředí především na podporu plodu ve vývojových stádiích, která těsně předcházejí stádiu, kdy už lze předčasně narozené mládě udržet při životě. I tady je jasně patrný pokrok. A tak se nabízí vize, kdy se spojí výdobytky kultivace embryí a pokrok ve vývoj umělé dělohy s pokroky v péči o předčasně narození děti. Takový systém by dovoloval realizovat celý vývoj lidského embrya a plodu mimo tělo matky.

Video: Recreating the Womb: New Hope for Premature Babies

Je to fantasmagorie? Či dokonce zvrácenost? Možná. Ale než si nad touhle vizí opovržlivě odplivneme, stojí za to si připomenout, že i v České republice si dneska najímají biologičtí rodiče ženy, které donosí jejich embryo a porodí jejich dítě. Od „námezdní matky“ pak převezmou dítě jako „odvedené dílo“. Zcela jistě je k tomu mnoho párů donuceno tím, že žena nemůže z nejrůznějších důvodů dítě sama donosit. Co když ale některé nechtějí „ztrácet čas“ těhotenstvím, přerušovat kvůli němu kariéru nebo si prostě jenom „kazit postavu“? Je najmutí námezdní matky opravdu o tolik „přirozenější“ a „ušlechtilejší“ než donošení dítěte v umělých systémech? Jistě, můžeme argumentovat ve prospěch námezdních matek tím, že embryo a plod „souzní s jejich organismem“. Jenže co když námezdní matka nedodržuje zdravou životosprávu? Co když bere návykové látky? I taková námezdní matka je lepší než umělý systém?

Poznámka redakce

Dovolujeme si autorovi článku poblahopřát k více než příznivým recenzím (zde) na jeho nejnovější přírůstek popularizačních knih. A doufáme, že budou další :)

Položili jsme si možná až příliš mnoho otázek, na něž není snadné najít odpověď. To však není důvod, abychom tyhle „otazníky s vykřičníky“ ignorovali. Naopak, je to to pádný důvod, abychom se nad nimi hluboce zamysleli. A to i v době, kdy se může zdát, že se náš obzor scvrkává na dilemata typu: „Pfizer nebo AstraZeneca? Ivermectin nebo isoprinosine?“

Prameny:

Aguilera-Castrejon, A., Oldak, B., Shani, T. et al. Ex utero mouse embryogenesis from pre-gastrulation to late organogenesis. Nature (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-03416-3

Liu, X., Tan, J.P., Schröder, J. et al. Modelling human blastocysts by reprogramming fibroblasts into iBlastoids. Nature (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-03372-y

Partridge, E., Davey, M., Hornick, M. et al. An extra-uterine system to physiologically support the extreme premature lamb. Nat Commun 8, 15112 (2017). https://doi.org/10.1038/ncomms15112

Yu, L., Wei, Y., Duan, J. et al. Blastocyst-like structures generated from human pluripotent stem cells. Nature (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-03356-y