מי צריך אבות?

לפני 38 שנים הגיעה לעולם הילדה הראשונה שנולדה בהליך של הפריה חוץ גופית, שבו המפגש בין הביצית והזרע מתרחש במעבדה. ההליך, שהיה מהפכני בזמנו, השתכלל מאז והפך לשגרה. לפי ההערכה, למעלה מחמישה מיליוני תינוקות בעולם נולדו בזכות הפריית מבחנה.

כמו תמיד במדע, ברגע שמצליחים להתגבר על אתגר אחד צצות מיד ועולות שאלות חדשות. אחת השאלות המסקרנות ביותר היא האם תא הזרע באמת הכרחי לתהליך ההפריה או שאפשר להסתדר בלעדיו? אם אפשר להפגיש זרע וביצית במעבדה וליצור עובר עם מטען גנטי משותף לשניהם, למה לא להפרות את הביצית עם ביצית אחרת ולקבל עובר עם שתי אימהות?

חוקרים מאוניברסיטת טוקיו החליטו לבדוק את העניין בעכברים. הניסויים הראשונים לא עלו יפה: הביצית המופרית אמנם התפתחה למשך כמה שעות, אך לא השליה שאמורה להזין את העובר. בניסוי אחר הפרו ביצית ריקה על ידי שני זרעים, כלומר כל החומר הגנטי הגיע מאבות. במקרה הזה התפתחו שליה ורקמות חוץ עובריות, אבל לא העובר עצמו.

התוצאות המאכזבות לא הניאו את החוקרים מהרעיון, אלא דווקא דרבנו אותם לנסות לברר מה מונע מהביצית המופרית להתפתח לעובר, ובסופו של דבר לוולד חי. העקשנות השתלמה וכעבור כמה שנים, לאחר 460 נסיונות ועשרה ולדות חיים, התפתחה לבסוף אחת מהן והגיעה לבגרות. במאמר שפורסם בכתב העת Nature  בשנת 2004 הציגו החוקרים, בראשות טומוהירו קונו, את קאגויה – העכברה הראשונה שנולדה מחיבור החומר הגנטי של שתי ביציות, ללא אב. קאגויה נולדה בריאה, התפתחה היטב ובבגרותה אף העמידה צאצאים משלה.

מה היה הקושי?
התברר שבמהלך יצירת תאי המין – הביצית והזרע, גֵנים מסוימים עוברים החתמה גנטית שמאפשרת לזהות אם המקור שלהם זכרי או נקבי. בעקבות זאת הגֵן לא יהיה פעיל אף על פי שרצף ה-DNA  אינו משתנה.

באופן טבעי, גֵן שמקורו אבהי "משתיק" בתנאים המתאימים את הגן המקביל לו שמקורו אימהי ואילו גֵן אימהי "משתיק" את הגן האבהי המקביל לו. התהליך דרוש להתפתחות תקינה של העובר והשיליה, ולכן עוברים שמקורם בשתי מערכות גנום נקביות או זכריות אינם מתפתחים כראוי.

החוקרים הצליחו לדמות את המצב בטבע באמצעות מניפולציות שעשו בגנים H19 ו-Igf2 שמשמעותיים להתפתחות העובר והשיליה. H19 מתבטא בכרומוזום הנקבי הרגיל, ו-Igf2 מושתק בו. בכרומוזום הזכרי המצב הפוך. מכיוון שהחוקרים השתמשו רק בגרעיני ביציות, הם החסירו באחד מהם את H19 וכך גרמו ל-Igf2 להתבטא, כפי שקורה בהפריה טבעית.

ילדים ללא אב?
אז מתי יוכלו שתי נשים להביא לעולם ילד ללא גבר? כנראה לא בקרוב, לפחות לא באותו אופן שבו נולדה העכברה היפנית. התהליך אצל בני האדם הרבה יותר מורכב, ואם לא נשתיק את הגֵנים הנכונים או שנשתיק את הגֵנים הלא נכונים, יתרחשו שינוים גנטיים שלא יאפשרו התפתחות תקינה של העובר. מעבר לכך, קיימת דילמה מוסרית בכל תהליך הכולל הנדסה גנטית בביציות אדם.

יתכן שהפתרון יגיע ממחקר שפורסם בדצמבר 2014 בכתב-העת המדעי Cell, שבו הציגו מדענים ובראשם יעקוב חנא ממכון ויצמן למדע ועזים סוראני מאוניברסיטת קיימברידג' פריצת דרך בתחום הרבייה. הם הצליחו להפיק לראשונה תאי גזע אנושיים שמהם מתפתחים בהמשך הזרע והביצית. לתאים האלה עשוי להיות פוטנציאל להפוך לתאי זרע וביציות בוגרים תואמים גנטית למטופל. בעתיד ייתכן שנוכל על סמך זה ליצור שיטות טיפול חדשות בתחום הרבייה, ואפילו לאפשר לאישה להתרבות עם אישה אחרת.

בסרטון - כתבה של רשת סקאיי הבריטית על הניסיון לפתח ביציות ותאי זרע באופן מלאכותי