Laboratorní linie
Buněčné linie odvozené z potracené fetální tkáně jsou ve výzkumu a medicíně poměrně běžné od vytvoření buněčného kmene WI-38, který byl získán ve Wistar Institute ve Filadelfii v Pensylvánii, a MRC-5, který pochází z laboratoře Medical Research Council v Londýně (viz Nature 498, 422-426; 2013). V těchto buňkách se viry snadno množí a používají se k výrobě mnoha celosvětově důležitých vakcín, včetně vakcín proti spalničkám, zarděnkám, vzteklině, planým neštovicím, pásovému oparu a hepatitidě A.
Odhadem 5,8 miliardy lidí dostalo vakcíny vyrobené pomocí těchto dvou buněčných linií, které se spolu s dalšími staly standardními laboratorními nástroji při studiu stárnutí a toxicity léčiv. (Na výzkum s těmito liniemi se nevztahují americké předpisy upravující používání čerstvých fetálních buněk a tkání, ani není zachycen v databázi NIH). V posledních 25 letech byly fetální buněčné linie použity k řadě pokroků v medicíně, včetně výroby hitového léku na artritidu a terapeutických proteinů, které bojují proti cystické fibróze a hemofilii.
Běžné fetální buněčné linie však mají pro vědce omezené využití, protože věrně nenapodobují původní tkáň a představují pouze podmnožinu buněčných typů: Například WI-38 a MRC-5 byly odvozeny z fetálních plic. Tyto linie také mohou po replikaci in vitro v průběhu času hromadit mutace. A k vytvoření humanizovaných myší, jako je Suova, jsou zapotřebí celé kusy fetálních orgánů, aby bylo k dispozici dostatečné množství kmenových buněk. Ze všech těchto důvodů se výzkumníci obracejí na čerstvou tkáň.
Ve Spojených státech se tato tkáň odebírá ve zdravotnických centrech a na klinikách, které provádějí potraty, a to na základě změti zákonů a předpisů upravujících souhlas, odběr a přenos tkáně (viz „Fetální tkáň a zákony“). Americké zákony říkají, že kliniky mohou získat „přiměřené platby“ jako kompenzaci nákladů na poskytnutí tkáně, ale zisk z této činnosti je podle nich trestný. Představitelé organizace Planned Parenthood tvrdí, že její kliniky získávají plný a informovaný souhlas od žen, které se rozhodnou darovat pozůstatky plodu pro výzkum, a organizace v říjnu oznámila, že její kliniky již nebudou vymáhat náklady ve výši 45-60 dolarů za vzorek za odběr tkáně.
Z klinik je pak fetální tkáň často předávána dodavatelským společnostem pro biologický výzkum, které fungují jako zprostředkovatelé a tkáň před prodejem vědcům zpracovávají. Su platí 830 dolarů za každý vzorek jaterní tkáně plodu, který do jeho laboratoře dodá jeden z nejpoužívanějších dodavatelů, společnost Advanced Bioscience Resources v kalifornské Alamedě.
HIV a AIDS
Kategorie práce s fetální tkání, která čerpá nejvíce finančních prostředků NIH, je studium HIV a AIDS: připadá na ni 64 ze 164 grantů NIH. Výzkumníci v této oblasti se již dlouho potýkají s nedostatkem účinných modelů pro toto jedinečné lidské onemocnění. Standardní modely, makakové, jsou nákladné na chov, jsou infikováni SIV namísto HIV a jejich imunitní reakce se liší od reakcí lidí. Flexibilita a přizpůsobivost fetální tkáně – a její bohatství jako zdroje kmenových buněk – umožnila vytvořit řadu myší s humanizovaným imunitním systémem.
Přední z nich je myš BLT (bone marrow-liver-thymus), která byla vytvořena v roce 2006. Tento model vznikl zničením imunitního systému zvířete a následnou chirurgickou transplantací fragmentů jater a thymu z lidského plodu do myši. Imunitní systém je dále humanizován transplantací kostní dřeně s použitím krvetvorných kmenových buněk ze stejných jater plodu. Zvíře umožňuje studovat například imunitní reakce, které jsou klíčové pro vývoj účinné vakcíny proti HIV. Myš „urychlila studium patogeneze HIV a nových přístupů k využití antivirové imunity ke kontrole HIV“, uvádí se v nedávném přehledu několika vědců financovaných NIH, kteří myš používají.
Myš také pomohla prokázat, že profylaktické léky mohou zabránit vaginální infekci HIV – strategie, která je nyní v pozdní fázi zkoušek na lidech. Zvíře se v současné době používá ke zkoumání toho, jak genitální infekce virem herpes simplex mění imunitu na vaginální sliznici, což usnadňuje infekci virem HIV. Podobně Su nyní používá svou humanizovanou myš ke zkoumání mechanismů, kterými může koinfekce hepatitidou C a HIV urychlit onemocnění jater.
Má to i své nevýhody: průměrná délka života myší BLT je relativně krátká, jen asi 8,5 měsíce, protože zvířata mají sklon k rakovině brzlíku. A humanizovaný imunitní systém není dědičný, takže model musí být vytvářen znovu a znovu, což vede k neustálé poptávce po fetální tkáni, která tolik vadí odpůrcům potratů.
Vývoj člověka
V některých oblastech výzkumu může být fetální tkáň časem nahrazena jinými materiály a metodami: alternativními, flexibilními typy buněk, včetně lidských ES buněk a indukovaných pluripotentních kmenových buněk (iPS), a organoidy, což jsou laboratorně vytvořené buněčné struktury, které se podobají tkáním z normálních orgánů. Existuje však jedna oblast, ve které je podle vědců fetální tkáň z definice potřebná: studium raného lidského vývoje a toho, proč se někdy nedaří.
„Lidská fetální tkáň pravděpodobně nebude v některých oblastech výzkumu nikdy nahrazena, zejména pokud jde o vývoj plodu,“ říká Wolinetz. A využití takové práce sahá daleko za hranice pochopení vývojových poruch, jako jsou vrozené srdeční vady nebo jiné malformace, říká Neil Hanley, endokrinolog z univerzity v britském Manchesteru. „U celé řady nemocí a poruch dospělých dnes víme, že mají svůj původ ve velmi raném vývoji člověka,“ říká – příkladem je cukrovka 2. typu a schizofrenie. „A pokud neporozumíte normálnímu stavu, neporozumíte ani abnormálnímu.“
Třicet vývojově-biologických grantů zahrnujících fetální tkáň, které NIH udělil v roce 2014, sahá od studia diferenciace myoblastů, což jsou embryonální předchůdci svalových buněk, až po několik zkoumání vývoje urogenitálního traktu – studií, které mají význam například pro hypospadii, častý stav, při němž se neuzavírá močová trubice a spodní strana penisu je neúplně vytvořená. Jedním z projektů je vytvoření trojrozměrného atlasu genové exprese v genitálním bulbu, předchůdci penisu. Další projekt zkoumá aktivitu genů v buňkách vystýlajících střeva plodu, aby pomohl vysvětlit nadměrné střevní záněty u předčasně narozených dětí. Hanley říká, že takové studie jsou důležité zejména proto, že genová regulace – jemně vyladěná symfonie, která řídí, kdy a kde jsou geny aktivní – se může u různých druhů nápadně lišit, takže zjištění u jiných zvířat často neplatí u lidí.
Více než polovina z 30 grantů je určena na studie vývoje mozku a mnoho z těchto projektů se snaží dosáhnout pokroku v boji proti nemocem, jako je autismus, schizofrenie a Alzheimerova choroba. Larry Goldstein, neurobiolog z Lékařské fakulty Kalifornské univerzity v San Diegu v La Jolle, používá buňky zvané astrocyty z mozků potracených plodů k výživě neuronů, které odvodil z iPS buněk a které mají mutace spojené s Alzheimerovou chorobou. Předpokládá se, že astrocyty vylučují faktory, které udržují neurony v kultuře zdravé, a on tento systém používá ke studiu patogeneze nemoci a k testování potenciálních léků.
Goldstein doufá, že se mu nakonec podaří získat astrocyty také z iPS buněk. Ale „lidské fetální astrocyty, které získáváme v současnosti, jsou zlatým standardem, který používáme a budeme používat pro porovnání astrocytů, které vytvoříme diferenciací,“ říká. K porovnání s neurony vyrobenými z iPS buněk použil také neurony z mozků potracených plodů4. „Dokud je k dispozici fetální tkáň, je to její velmi cenné využití,“ říká.“
Dalších 23 grantů NIH využívajících fetální tkáň se týká vývoje a onemocnění očí. Poškození retinálního pigmentového epitelu (RPE), jedné vrstvy buněk v zadní části oka, hraje klíčovou roli v řadě očních onemocnění, včetně věkem podmíněné makulární degenerace, která je nejčastější příčinou slepoty u dospělých v rozvinutých zemích. V roce 2000 došlo k pokroku ve způsobech vytváření buněčných kultur s RPE vypreparovanými z očí plodů, což vědcům umožnilo studovat funkci těchto buněk na misce. A přestože se někteří vědci obrátili ke kmenovým buňkám pro tvorbu RPE, stejně jako Goldstein nadále používají tkáň plodu jako měřítko normálního vývoje a funkce.
Goldstein souhlasil s rozhovorem pro Nature, protože, jak říká, „někdo musí odpovědně promluvit“. Zdůraznil, že on i jeho kolegové o etice své práce usilovně přemýšlejí. „Nemáme radost z toho, jak se materiál dostal k dispozici, ale neradi bychom, aby se jím plýtvalo a byl jen tak vyhozen.“
Příležitostně se fetální tkáň používá pro klinickou práci. V loňském roce zahájila společnost Neuralstem v Germantownu ve státě Maryland ve spolupráci s vědci z Kalifornské univerzity v San Diegu pokus, při němž byly kmenové buňky z míchy plodu implantovány k léčbě poranění míchy. V květnu zahájili vědci ve Velké Británii a Švédsku studii, v níž jsou dopaminergní neurony z potracených plodů transplantovány do mozků pacientů s Parkinsonovou chorobou (viz Nature 510,195-196; 2014). Výzkum s fetálními tkáněmi je méně kontroverzní v zemích, kde jsou potraty více akceptovány.
Nepohodlné sledování
Videa organizace Planned Parenthood vyvolala nepříjemné pocity i u některých zastánců výzkumu fetálních tkání. V jednom videu lékařka Deborah Nucatola, vrchní ředitelka zdravotnických služeb této skupiny, popisuje, jak drtí plody nad a pod klíčovými orgány, aby je zachovala neporušené pro výzkum. Popisovala také otočení plodu do polohy na zádech, aby se hlavička dostala na svět jako poslední, kdy je děložní hrdlo více rozšířené, a mozek tak zůstal zachován.
To vyvolalo otázku, zda lékaři nemění techniky potratů, aby vyhověli žádostem o výzkum, a neporušují tak obecně uznávanou zásadu etiky výzkumu. Arthur Caplan, bioetik z Lékařské fakulty Newyorské univerzity, videa odmítá jako „čistou politiku“, ale některé záběry „mě donutily povytáhnout obočí“, říká. „Nemůžete použít jiný přístup k potratu, abyste se pokusili něco zachovat. To se prostě nedělá.“
Mluvčí organizace Planned Parenthood Amanda Harringtonová říká, že organizace si není vědoma žádného případu, kdy by byl způsob potratu změněn za účelem zachování orgánů. Dodává však, že „pokud jsou provedeny drobné úpravy, které nemají žádný vliv na zdraví a bezpečnost ženy, když žena vyjádřila přání darovat tkáň, je to zcela vhodné, etické a legální“. Zdraví a bezpečnost žen je podle ní „vždy prioritou číslo jedna“.
Otázkou pro mnoho vědců je, jaké budou důsledky této kontroverze. V souvislosti se střelbou v Coloradu někteří republikáni v Kongresu ustoupili od dřívějších pokusů zrušit plánované rodičovství a očekává se, že prezident Obama bude jakýkoli takový zákon vetovat. To znamená, že trvalé škody způsobené videozáznamy mohou nakonec dopadnout nikoli na rozpočet plánovaného rodičovství, ale na vědu. Od července byly v americkém Kongresu předloženy čtyři návrhy zákonů, které by tento výzkum kriminalizovaly nebo jinak omezily, a zákonodárci zahájili podobné snahy v tuctu státních legislativ. (Missouri, Arizona a Severní Dakota již výzkum zakazují.)
Su pocítil, že klima pro jeho výzkum ochladlo, když byl 1. října podepsán nový zákon Severní Karolíny, podle kterého je prodej fetální tkáně za jakékoli množství na území státu trestný. Su získává tkáň, kterou používá, z území mimo stát, ale poselství nového zákona ho znepokojuje. „Doufám, že tato současná kontroverze nebo případné zásahy Kongresu nezpomalí biomedicínský výzkum,“ říká. „Přínos je v tomto případě větší než nevýhoda.“
Kontroverze „absolutně ohrožuje výzkum fetálních tkání“, říká Caplan. „Je nepravděpodobné, že by mladí vědci vstupovali do oblasti zmítané kontroverzí, kde je financování nejisté a kde existuje reálná možnost fyzického ohrožení.“
Caplan říká, že by se mohly objevit paralely s událostmi na počátku roku 2000, kdy se používání lidských ES buněk v americkém výzkumu stalo politicky napjatým. Tehdy byly přijaty přísné federální předpisy upravující financování tohoto výzkumu NIH, ale některé státy, včetně Kalifornie a Massachusetts, reagovaly tím, že do vědy přesto nalily peníze.
„Abychom se posunuli vpřed, je skutečností, že výzkum fetálních tkání nemusí být financován nebo povolen všude,“ říká Caplan. „Někde musí být povolen.“
Tento článek je reprodukován se svolením autora a byl poprvé publikován 7. prosince 2015.