Door Sylvia Pagán Westphal
Een zoogdier dat de dochter is van twee vrouwelijke ouders, is voor het eerst geschapen.
Tot nu toe werd zo’n prestatie als biologisch onmogelijk beschouwd. Maar de muis, Kaguya genaamd, werd geboren zonder tussenkomst van sperma of mannelijke cellen – alleen vrouwelijke eicellen waren nodig.
Op dezelfde manier dat de geboorte van Dolly het schaap in 1997 het dogma verbrijzelde dat een volwassen cel nooit kon worden geherprogrammeerd om een nieuw individu te maken, stelt het feit dat Kaguya leeft een andere lang gekoesterde regel&kolon op de proef; dat twee zoogdieren van hetzelfde geslacht hun genomen niet kunnen combineren om levensvatbare nakomelingen te krijgen.
De maagdelijke geboorte
Advertentie
Wat wetenschappers leren van dit opmerkelijke knaagdier, dat in Japan werd gecreëerd, zal waarschijnlijk van invloed zijn op gebieden variërend van fundamentele embryologie tot geassisteerde voortplanting en zelfs klonen.
Verschillende deskundigen hebben echter al gewaarschuwd tegen de veronderstelling dat de methode bij mensen kan worden gebruikt om twee vrouwen aan een biologisch kind te helpen, niet in de laatste plaats omdat het proces uiterst inefficiënt is.
Het zou ook zeer riskant zijn en een zeer groot aantal eicellen vereisen. “Het zou schandalig zijn om dit soort experimenten bij mensen uit te voeren”, zegt vruchtbaarheidsspecialist Gianpiero Palermo van de Cornell University in New York.
Virgin birth
Kaguya werd gecreëerd door het genetisch materiaal van twee eicellen te combineren. Dit zou normaal niet werken, een feit dat blijkt uit decennia van studies naar het fenomeen van parthenogenese, ook bekend als maagdelijke geboorte.
Bij parthenogenese wordt de eicel de enige bron van genetisch materiaal voor de schepping van een embryo. Het is een wijze van voortplanting bij sommige soorten, maar niet bij zoogdieren. Bij zoogdieren kan parthenogenese beginnen als een eitje per ongeluk of experimenteel wordt geactiveerd alsof het bevrucht is – maar deze parthenote groeit nooit verder dan een paar dagen.
Dit komt door een biologisch verschijnsel dat inprenting wordt genoemd. Tijdens de vorming van sperma en eicel bij zoogdieren worden bepaalde genen die nodig zijn voor de ontwikkeling van het embryo uitgeschakeld met een reeks chemische markeringen, of inprentingen, sommige in het sperma, andere in de eicel. Alleen wanneer sperma en eicel elkaar ontmoeten, zijn alle belangrijke genen beschikbaar, waardoor een goede ontwikkeling mogelijk wordt.
Maar Tomohiro Kono en collega’s van de Landbouwuniversiteit van Tokio in Tokio, Japan, omzeilden deze inprentingsbarrière door de kern van een vrouwelijke eicel te manipuleren, zodat deze meer op een man lijkt.
Dit was verre van eenvoudig. Misschien wel de belangrijkste van de vele stappen die nodig waren, was het creëren van eicellen die een eiwit produceerden dat IGF-2 wordt genoemd. Dit is van cruciaal belang voor de groei van embryo’s, maar wordt normaliter alleen geproduceerd door DNA dat van sperma afkomstig is. De onderzoekers slaagden hierin door genetisch veranderde muizen te gebruiken om de gedoneerde eicellen te leveren.
De kern van zo’n eicel werd vervolgens overgebracht in een gewoon ei dat, met het genoom van twee vrouwtjes, verder ging met groeien en delen. Kaguya en een zuster waren echter de enige levende dieren die uit 457 gereconstrueerde eicellen voortkwamen.
Vruchtbaarheidstechnieken
Hoewel een poging om een dergelijke benadering op mensen toe te passen deskundigen afschrikt, betekent dat niet dat de techniek geen grote invloed zal hebben op studies van de menselijke biologie. Toekomstige experimenten van dezelfde soort zullen wetenschappers bijvoorbeeld in staat stellen te leren welke andere genen kunnen worden veranderd om inprentingsgebreken te omzeilen.
Dit zou kunnen helpen bij het optimaliseren van vruchtbaarheidstechnieken, waarvan wordt gedacht dat sommige de imprinting verstoren. Bovendien zou het werk nieuwe hints kunnen opleveren om het klonen van dieren efficiënter te maken, aangezien veel mislukkingen bij gekloonde dieren worden verondersteld te komen door inprentingsgebreken.
Hoewel hij het ermee eens is dat de creatie van de muis een belangrijke prestatie is, hoopt inprentingsdeskundige Azim Surani, van de Universiteit van Cambridge, VK, dat het werk niet verkeerd zal worden geïnterpreteerd om te impliceren dat mannetjes op de een of andere manier overbodig zijn.
“Het toont het tegendeel aan – IGF-2 is duidelijk het sleutelgen,” zegt hij. “Ze slaagden erin het te omzeilen, maar om echt een situatie te bereiken waarin de procedure net zo goed zou werken als sperma, zou je veel meer genen moeten muteren.