Læknablaðið - 01.10.2015, Blaðsíða 26

466 LÆKNAblaðið 2015/101
Y F I R L I T S G R E I N
Fyrir meiósu eru genagreypingar frumkímfruma endurstilltar.
Þannig er DNA-metýlering á genagreypingarsvæðum strokuð út
og endurstillt eftir mynstri sem ákvarðast af því af hvoru kyn-
inu fóstrið er. Verði villur í genagreypingu getur það haft alvar-
legar afleiðingar fyrir fósturþroska, þar sem röng genagreyping
getur valdið fósturgöllum og fósturláti. Röng genagreyping er til
dæmis tengd sjúkdómum eins og Beckwith-Wiedermann-heil-
kenni, Rett-heilkenni og Wilm‘s æxli svo eitthvað sé nefnt.46 Ná-
kvæm tímasetning endurstillingar genagreypingar er ekki þekkt
í fóstrum manna, þó vitað sé að hún gerist síðar en í músum. Því
er músamódelinu mjög ábótavant þegar kemur að rannsóknum á
genagreypingu í mönnum og undirstrikar það þörfina fyrir rækt-
unarmódel kímfruma manna.47
Meðal annarra spurninga sem mögulegt væri að svara með
ræktarmódeli fyrir kímfrumur væri tilurð svokallaðra carcinoma in
situ (CIS) fruma, sem eru forverar eistnakímfrumuæxla (testicular
germ cell tumours, TGCT) sem koma upp í ungum karlmönnum.
CIS-frumur eru komnar af kímfrumum á fósturstigi sem hafa
ekki þroskast eðlilega á stigi frumkímfruma eða gonocyta. Ekki er
vitað hvaða ferlar liggja þar að baki, en CIS-frumur liggja í dvala
í eistum í bernsku og þróun þeirra yfir í illkynja eistnafrumu-
krabbamein hefst ekki fyrr en eftir kynþroska. Þar sem mýs þróa
ekki með sér CIS-frumur er ekki unnt að rannsaka tilurð þeirra í
músamódelum. Við rannsóknir á tilurð CIS hefur til þessa verið
notast við ígræðslu fruma úr mönnum í aðrar lífverur (xenograft),
en ræktunarlíkan myndi auðvelda frumrannsóknir sem svo yrði
hægt að staðfesta til dæmis með ígræðslu mannakímfruma í mýs
eða rottur.48
Rannsóknir á iPS-frumum hafa nú þegar varpað ljósi á ástæður
ófrjósemi í Turner-heilkenni. Þegar iPS-frumum úr einstaklingi
með Turner-heilkenni var komið fyrir við eggjastokka músa
þroskuðust þær yfir í kímfrumu-líkar frumur.49 Því er líklegt að
X-litningurinn sé fremur nauðsynlegur fyrir viðhald kynfruma
fram að fullorðinsárum en fyrir sjálfa kynfrumumyndunina. Get-
an til þess að sérhæfa frumkímfrumur úr iPS-frumunum mun nú
líklega verða enn öflugra verkfæri til slíkra rannsókna.
Nýting rækta frumkímfruma til meðferðarúrræða
Helstu not á vefjaræktarkerfi kímfruma yrðu einkum til meðferðar
á ófrjósemi. Í dag eru gjafaegg og -sæði notuð ásamt glasafrjóvgun
þegar einstaklingar framleiða ekki eigin fullþroska kynfrumur.
Stundum er þó mögulegt að frysta egg og sæði fyrir meðferð
eins og lyfjameðferð við krabbameini. Þó er það ekki ávallt hægt,
einkum ef um unga krabbameinssjúklinga er að ræða. Ef mögu-
legt væri að þroska að fullu iPS-frumur úr þessum einstaklingum
yfir í kynfrumur, myndi þörfin á gjafakynfrumum minnka og
gera fólki kleift að eignast börn sem væru erfðafræðilegir afkom-
endur þess. Þó verður að hafa í huga að iPS-frumum hefur líklega
áskotnast meira af stökkbreytingum en venjulega verða í kímlínu
manna. Því er ekki ljóst hversu örugg þessi aðferð muni reynast.
Til að meðhöndla ófrjósemi karla hafa verið bundnar vonir við
að unnt verði að koma iPS-frumum eða iPS-afleiddum kímfrum-
um fyrir í eistum og framkalla þannig síðustu skrefin í sáðfrumu-
þroska í eistunum sjálfum þar sem rétta umhverfið er til staðar.
Þannig mætti komast hjá tæknilegum hindrunum í vefjarækt. Þó
hefur verið varað við prófunum á þessum aðferðum í mönnum,
því jafnvel samgena (autologous) iPS-frumur sem komið hefur verið
fyrir í eistnakirtlum músa hafa valdið ónæmishöfnun.50
Þótt tekist hafi að framkalla meiósu í karlkyns frumkímfrum-
um sem eru leiddar af iPS-frumum, hefur það þó aðeins verið
gert með eldri aðferðum til að keyra áfram sérhæfingu frumkím-
fruma. Því voru hlutfallslega fáar frumur í ræktunum sem skiptu
sér með meiósu.51 Ekki hefur tekist að þroska frumurnar frekar
eftir meiósu úr forsáðfrumum (primary spermatocyte) yfir í sæðis-
frumur.52 Það verður því áhugavert að fylgjast með rannsóknum
næstu missera, þar sem skilvirk ræktun frumkímfruma mun auð-
velda kerfisbundnar tilraunir á fullþroskun sáðfruma í rækt.
Nýlega tókst að þroska sáðstofnfrumur (spermatogonial stem
cells) úr sjúklingum með launeista (cryptorchidism) í vefjarækt yfir
í forsæðisfrumur (round spermatids) sem endurstilltu gagnagreyp-
ingu á réttan hátt og gátu frjóvgað eggfrumur músa eftir smásjár-
frjóvgun (spermatid microinjection).53 Um 60% okfrumanna sem
urðu til á þennan hátt fóru í gegnum fyrstu frumuskiptingu og
töldust því hæfar til fósturþroska. Þessi framfaraskref benda til
þess að ekki sé langt að bíða þar til unnt verði á skilvirkan hátt
að framleiða sáðfrumur í tilraunaglasi með líkamsfrumur manna
sem byrjunarefnivið.
Erfiðara hefur reynst að búa til eggfrumur í vefjarækt. Þótt
tekist hafi að leiða eggfrumur músa út frá frumkímfrumum í rækt
með því að koma þeim fyrir við eggjastokka til þroskunar áður en
glasafrjóvgun var framkvæmd,54 eru engar rannsóknir sem lýsa
álíka framförum í ræktun eggfruma manna. Í eggjastokkum eru
ekki til staðar eggstofnfrumur eftir fæðingu og því ekki unnt að
nota ræktun þeirra til rannsókna svipað og gert er við sáðstofn-
frumur. Rannsóknir á tilurð eggfruma í rækt eru því tiltölulega
skammt á veg komnar og mun líklega taka mun lengri tíma að ná
því marki en tilurð sáðfruma.
Að lokum má nefna að tímamótaframfarir í erfðabreytingum
urðu við uppgötvun og þróun erfðabreytingakerfis sem kallast
CRISPR-Cas955 og hefur hlotið mikla athygli. Nú er unnt að erfða-
breyta lífverum á mun skilvirkari hátt en áður, og tiltölulega auð-
velt að framkvæma erfðabreytingar sem ekki skilja eftir nokkur
önnur ummerki eða „ör“ í erfðaefninu55. Vísindasamfélagið hefur
því kallað eftir umræðu um notkun þessarar tækni í tengslum við
genalækningar (gene therapy).56 Hingað til hefur bann legið við því
í mörgum löndum að erfðabreyta mannafrumum til notkunar við
æxlun. Vegna tilkomu CRISPR-Cas9 tækninnar samhliða fram-
förum í ræktun kímfruma er sá möguleiki ekki lengur fjarlægur
að tæknilega mögulegt verði að gera við stökkbreytingar sem
valda erfðasjúkdómum með erfðabreytingum á kímlínu manna á
á öruggan hátt. Nú þegar hafa Bretar leyft notkun gjafa-hvatbera
til genameðferðar á kímlínu.57 Verði öryggisskilyrði uppfyllt, virð-
ist því ekki fjarri lagi að genalækningar á kímlínu manna verði
leyfðar fyrr eða síðar. Þó er enn langt í land. Vísinda- og heil-
brigðisstarfsmenn ásamt samfélaginu öllu verða að taka til þess af-
stöðu hvenær og hvort slíkar genalækningar séu ásættanlegur og
æskilegur möguleiki innan þess siðferðisramma sem við setjum
læknavísindunum.