Максим Руссо: Митохондриальное донорство: первые шаги

Максим Руссо Митохондриальная ДНК Илл.: Darryl Leja/National Human Genome Research Institute

Журнал New Scientist сообщил о рождении ребенка, который был зачат с использованием технологии митохондриального донорства. Данный метод, который позволяет избежать ряда наследственных заболеваний, оказался с 2014 года в центре бурного обсуждения, особенно обострившегося, когда разрешение митохондриального донорства обсуждалось в парламенте Великобритании. В прессе эту медицинскую технологию часто называют рождением ребенка «от троих родителей».

Митохондрии – клеточные органы, занятые превращением поступающих питательных веществ в молекулы АТФ, которые служат универсальным запасом энергии для всех процессов в организме. В митохондриях имеется собственная ДНК с 37 генами, еще часть генов, определяющих работу митохондрий, перенеслись в ядерный геном. Ребенок наследует митохондрии от матери.

Ряд мутаций, происходящих в этих 37 генах митохондриальной ДНК, приводит к появлению митохондриальных заболеваний. Обычно аномально работающие митохондрии производят свободные радикалы, которые повреждают клетку, нарушают течение ряда важных процессов и ускоряют старение клетки. При митохондриальных болезнях часто в клетках присутствуют митохондрии как с нормальным, так и с дефектным геномом (так называемая гетероплазмия), поэтому какое-то время нормальные митохондрии удовлетворяют потребности организма, но рано или поздно количество мутировавших митохондрий настолько возрастает, что они начинают влиять на организм.

Для митохондриальных болезней характерны миопатия, гипотония, низкая толерантность к физической нагрузке, нарушения сердечного ритма, атрофия зрительного нерва, нарушения перистальтики и работы желез внутренней секреции. Частота наследственных болезней, связанных с мутациями в митохондриальной ДНК составляет 1 на 5000 новорожденных. Лечение митохондриальных заболеваний на данный момент известно лишь симптоматическое, избавить пациента от его патологии невозможно.

При митоходриальном донорстве используется яйцеклетка женщины, не содержащая дефектных митохондрий. В такую яйцеклетку пересаживается ядро из яйцеклетки другой женщины, которая хочет стать матерью, но не может из-за мутаций в митохондриальной ДНК, или у которой высока вероятность, что ребенок будет тяжело болен. После этого яйцеклетка оплодотворяется сперматозоидами будущего отца и имплантируется в матку, как при обычном экстракорпоральном оплодотворении. Подробнее о технологии митохондриального донорства можно прочитать в специальном очерке «Может ли у ребенка быть трое родителей», а о биологических “подводных камнях”, с которыми могут столкнуться врачи, в очерке «Скрытые риски митохондриального донорства».

Изначально врачи не хотели прибегать к донорству целой яйцеклетки и пытались обойтись частичной мерой, когда цитоплазма из яйцеклетки здоровой женщины с митохондриями вводилось вместе со сперматозоидами в яйцеклетку женщины с мутацией в митохондриальной ДНК. Но такие опыты, проведенные в 1990-х годах, оказались успешными лишь частично. В начале февраля 2015 года митохондриальное донорство было разрешено в Великобритании.

Однако описанный журналом New Scientist случай рождения ребенка с донорскими митохондриями произошел не в Великобритании, а в Мексике. Осуществили пересадку ядра яйцеклетки и оплодотворение врачи из США, на родине которых такая манипуляция еще не разрешена.

Семейная пара из Иордании, которая решила прибегнуть к помощи врачей, пыталась родить ребенка в течение 20 лет. Двое рожденных ими детей умерли в раннем возрасте от генетического заболевания – синдрома Лея, еще четыре беременности закончились гибелью эмбриона.

При синдроме Лея нарушение энергетического обмена в организме приводит к появлению очагов некроза в стволе мозга и мозжечке, а также к замещению погибших нервных клеток на нейроглию. У больных появляется слабость, тошнота, гипотония, тремор в конечностях, нарушения координации движений, атрофия зрительного нерва и другие признаки поражения нервной системы. Заболевание быстро прогрессирует. В течение пары лет после начала болезни наступает смерть от паралича дыхательного центра мозга. Чаще всего болезнь проявляется у детей от момента рождения до трех лет. Причиной болезни служит мутация в митохондриальной ДНК.

Мальчик, получивший не материнские митохондрии с дефектной ДНК, а митохондрии женщины-донора, родился в Мексике 6 апреля этого года. Оповестить широкую публику о его появлении на свет врачи решили только сейчас, когда стало ясно, что синдром Лея ему не угрожает.

Доктор Джон Чжан (John Zhang) и его коллеги, осуществившие процедуру донорства, исследовали митохондрии ребенка и обнаружили, что дефектную ДНК содержат не более 1 % из них. Врачи полагают, что этого недостаточно для проявления синдрома Лея. Согласно предыдущим исследованиям, болезнь развивается, когда число митохондрий с дефектной ДНК достигает 18 %.

Между техникой митохондриального донорства, разрешенной в Великобритании, и манипуляцией, проведенной в Мексике, есть одно отличие. В варианте, который предлагают британские медики, яйцеклетки матери и женщины-донора оплодотворяются in vitro сперматозоидами отца. А потом, до первого деления оплодотворенных клеток, ядро из яйцеклетки матери переносится в яйцеклетку женщины-донора, чье собственное ядро удаляется. Иорданская пара отказалась от такого варианта по религиозным соображениям. Они посчитали, что в нем гибнет уже появившийся эмбрион. В Мексике был использован описанный выше вариант митохондриального донорства, когда сначала в донорскую яйцеклетку переносится ядро из клетки матери, а лишь потом производится оплодотворение.

Смотрите также: Александра Брутер Скрытые риски митохондриального донорства Британский парламент разрешил митохондриальное донорство В Великобритании намерены разрешить донорство митохондрий Александра Брутер Может ли у ребенка быть трое родителей