Hoe twee muizenvaders een baby kregen

Van mannelijk XY tot vrouwelijke XX: hoe is dat mogelijk?

Hoewel dit heel ingewikkeld lijkt, is de methode bedacht door Hayashi en zijn team tamelijk eenvoudig. Het startmateriaal zijn pluripotente stamcellen van mannelijk muizen, die een X en een Y geslachtschromosoom bevatten. Deze stamcellen kunnen lang in leven gehouden worden, maar na een tijdje ontstaan er spontaan afwijkingen en mutaties in de chromosomen. Normaliter is dat ongunstig, maar het team van Hayashi was juist op zoek naar pluripotente stamcellen die door deze fouten uiteindelijk het Y chromosoom verloren. En dat vonden zij binnen een paar weken.

Daarna hebben zij de cellen die geen Y chromosoom meer hadden, en dus enkel het X chromosoom bevatten, behandeld met het stofje reversine. Dit stofje maak het moeilijk om chromosomen te scheiden tijdens de celdeling. Bij een celdeling (mitose) splitst een enkele cel zich in twee dochtercellen. Tijdens dit proces worden alle chromosomen gedupliceerd en netjes verdeed over de twee dochtercellen. Wanneer cellen worden behandeld met reversine, gaat het gelijk verdelen van de chromosomen soms verkeerd en kan het gebeuren dat een dochtercel alle kopieën van een bepaald chromosoom krijgt. Dat is precies waar Hayashi en zijn team naar op zoek waren, en dan in het bijzonder cellen waar het mis ging met de verdeling van het X chromosoom. Ze selecteerden cellen die hierdoor twee kopieën van het X chromosoom kregen. De gewenste XX cellijn werd zo na enkele weken kweken gevonden.

Met deze twee stappen van selectie is dus effectief een (mannelijke) XY cellijn tot (vrouwelijke) XX cellijn omgetoverd, weliswaar met twee identieke X chromosomen.

Van cellijn naar muizenpups met een bekende recept

De rest van de procedure was ‘eenvoudig’: de cellen werden via een procedure die al routine is in het team van Hayashi gespecialiseerd tot eicellen en bevrucht via een reageerbuisbevruchting met muizensperma. De gevormde embryo’s werden ingebracht in draagmoedermuizen (vrouwtjes uiteraard). Van de 630 embryo’s werden uiteindelijk 7 muizenpups geboren, zowel mannetjes en vrouwtjes (het geslacht wordt bepaald doordat de eitjes met een X of een Y zaadcel zijn bevrucht). De pups die geboren waren bleken na opgroeien zelf gewoon vruchtbaar.

Toepassingen voor de mens met deze technologie?

Er is momenteel geen protocol om vanuit menselijke pluripotente cellen geslachtscellen (eicellen of spermacellen) te maken, zoals bij muizen is gelukt. Dat moet in eerste instantie ontwikkeld worden. Daarnaast is het in Nederland niet toegestaan om te testen of de geslachtscellen verkregen uit menselijke stamcellen wel of niet functioneel zijn. In andere landen, zoals Zweden, België en het VK, mag dat wel getest worden.

Dat terzijde, om dit bij mensen te doen zou allereerst bij een mannelijk cellijn gekeken moeten worden of deze spontaan het Y chromosoom verliest tijdens celdelingen. Het is maar de vraag of dit in menselijke cellen net zo snel gebeurt als bij muizen. In de muizencellijnen was een slim trucje toegepast waarbij een kleurtje was ingebouwd in het X chromosoom, maar in menselijke cellen is dit niet gewenst. De selectieperiode zal dan langer duren, wat weer tot extra genetische afwijkingen kan leiden.

Hoewel dit een interessant ‘proof of concept’ onderzoek is, lijkt de toepassing van deze technologie bij de mensen (nog) niet aan de orde.

Prof. dr. Susana M. Chuva de Sousa Lopes, afdeling Anatomie en Embryologie, LUMC
Dr. Bernard A.J. Roelen, Faculteit Diergeneeskunde, Universiteit Utrecht