Als we het hebben over DNA, denken we meestal aan het genetisch materiaal van de chromosomen. Dit DNA bepaalt onze aanleg voor eigenschappen, zoals oogkleur. Het is te vinden in de kern van elke cel in ons lichaam, en ieder mens krijgt de helft van de chromosomen van de vader, en de helft van de moeder. De eerste celkern van een embryo ontstaat door de versmelting van hun ei- en zaadcel: die bevatten elk de helft van het chromosomale DNA.

Maar buiten de kern is nog een beetje DNA te vinden, namelijk in de mitochondriën. De mitochondriën zijn verantwoordelijk voor het creëren van energie in de cel, en het coördineren daarvan is één van de taken van mitochondriaal DNA (mtDNA). Dit betekent dat fouten op dit mtDNA resulteren in afwijkingen in de energievoorziening van bepaalde plaatsen in het lichaam. Deze aandoeningen kunnen heel ernstig zijn en bovendien altijd ongeneeslijk. Ze kunnen het hele lichaam beïnvloeden en er bestaan dan ook vele voorbeelden, waaronder bepaalde vormen van suikerziekte, dwerggroei en epilepsie.

 Het genetisch materiaal uit de mitochondriën krijgt een embryo alléén van de moeder. De eicel is namelijk na bevruchting de leverancier van energie voor de groei van het embryo. De zaadcel heeft ook mitochondriën maar die worden niet doorgegeven: ze zitten in de staart, zodat de spermatozoïden al hun energie kunnen inzetten voor het bereiken en bevruchten van de eicel. Voor de samensmelting van de kernen van ei- en zaadcel valt de staart af en zo worden de mannelijke mitochondriën, inclusief mtDNA, verder buitenspel gezet.

Voor de voortplanting is deze constructie zeer efficiënt want extra energie voor de zaadcellen betekent meer kans op bevruchting. Het betekent echter ook dat een erfelijke aandoening op het mtDNA van de moeder, sowieso wordt doorgegeven aan haar kinderen. Om dit probleem te verhelpen, ontwikkelt Mitalipov de drie-ouder-IVF. Het doel daarvan is om het afwijkende mtDNA van de moeder óók niet te gebruiken en het te vervangen door donor mtDNA.

Dat gebeurt door spindle transfer: het overplaatsen van de celkern van de moeder, naar de cel van een donor. Eicellen van zowel de toekomstige moeder, als die van een vrouwelijke donor, worden geoogst waarna de celkernen uit beide cellen worden verwijderd. De celkern van de vrouwelijke donor wordt niet meer gebruikt. Maar de rest van haar cel, met de gezonde mitochondriën, wel. Daarin wordt de celkern van de moedereicel geplaatst en dan wordt de cel bevrucht met sperma van de vader (of eventueel een donor). Als dit goed is gegaan, wordt het embryo in de baarmoeder geplaatst. Dit embryo heeft dus al het chromosomale DNA van de ouders, maar ook mitochondriaal DNA van een donor.

Mitalipov heeft dit hele proces succesvol doorlopen met resusapen, die drie jaar later even gezond bleken te zijn als hun ‘normale’ leeftijdgenoten. Daarom zet hij nu zijn onderzoek voort met menselijke geslachtscellen. Dat gaat tot nu toe goed: de hoeveelheid succesvolle bevruchtingen na celkerntransplantatie was vergelijkbaar met die van reguliere IVF. Wel doken er bij de eerste tests onverwachte afwijkingen op bij ongeveer de helft van de embryo’s: deze hadden te veel geslachtschromosomen. De onderzoekers denken al aan oplossingen, maar vinden het ook niet zo’n groot probleem omdat er toch bij elke behandeling tenminste één gezond embryo ontstaat.

Bezwaren tegen IVF met drie ouders zijn er ook. Net als bij ‘normale’ IVF veroorzaakt het proces van eicellen oogsten bijwerkingen. Toekomstige moeders moeten bijvoorbeeld een zware hormoonkuur ondergaan en de behandeling kan pijnlijk zijn. Bovendien hebben de moeders zélf natuurlijk ook het defecte mtDNA en dus verhoogde kans op aandoeningen. Dat maakt het hele proces voor hen zelf riskant. Daarnaast zou het altijd nog kunnen gebeuren dat er veel later nare neveneffecten opduiken bij de kinderen die op deze manier verwekt worden, die van tevoren niet bekend waren.

Feit is dat we nog lang niet alles weten over ons genetisch materiaal en de werking van DNA. Sommige wetenschappers maken zich bijvoorbeeld zorgen over de samenwerking tussen het chromosomale- en het mitochondriale DNA: gaat dat nog wel goed als het mtDNA opeens van iemand anders is? Bio-ethici wijzen er daarnaast op dat dit rommelen met de genetica van embryo’s een eerste stap zou zijn in de richting van designer babies. Daar is tegenin te brengen dat de chromosomale genen zelf niet worden gemuteerd, en bovendien dat het niet gaat om eigenschappen maar uitsluitend om het voorkomen van een ziekte.