Rané embryo ještě nezanořené do děložní sliznice (endometria) žlutě. Buňky trofoblastu (budoucí placenty) jsou fialové. Buňky embryoblastu „vlastního embrya“ jsou uvnitř. Pro potřeby prenatalní diagnostiky jsou si buňky trofoblastu i embryoblastu rovnocené, neboť mají stejný původ a geneticky jsou shodné. Kredit: Seans Potato Business CC BY-SA 3.0.

To, čemu se říká přímá diagnostika dědičných chorob, se provádí analýzou nukleové kyseliny. Podstatou vyšetření je zachycení případné mutace, která je za onemocnění zodpovědná. Navzdory odmítavému katolickému postoji ke všemu, co vede k potratům a „usmrcování nenarozených“,  zájem rodiček o taková vyšetření roste.

Pod pojmem prenatální diagnostika máme většinou na mysli takzvanou invazivní prenatální diagnostiku. Ta se dělá vyšetřením tkání plodu v průběhu těhotenství, kdy se pro potřeby testů odebírá vzorek tkáně placenty (CVS), nebo plodové vody (AMC - amniocentéza).
Buňky placenty se k vyšetření plodu používají proto, že jsou stejného původu (a tudíž i genetické výbavy), jako buňky embrya. Odběr vhodných buněk se provádí  mezi 10. a 13. týdnem těhotenství. V případě vyšetření plodové vody to je o něco později, většinou okolo 16. týdne.

I když se k testům (v případě využití buněk z choriových klků) odebírá jen deset až dvacet miligramů tkáně, je odběrový zákrok spojen se zaváděním jehly přes stěnu břišní. Vpich se provádí pod ultrazvukovou kontrolou, ale i tak to jisté riziko pro oba životy přece jen představuje. Stejně tomu je i v případě odběru plodové vody, kdy se budoucí rodičce odsává patnáct až dvacet mililitrů tekutiny. I když se hrot jehly plodu vyhýbá, i tak se riziku zanesení infekce a případnému potratu zcela vyhnout nejde. Není proto divu, že se stále větší oblibě těší takzvané neinvazivní testy při nichž se odběrovým nástrojem v blízkosti plodu nešťouráme.

Jedna z budov Brown university. Univerzita je soukromou institucí se sídlem ve městě Providence (stát Rhode Island). V Americe je velmi populární, neboť patří do prestižního uskupení přezdívaného Břečťanová liga. Foto kredit: Biscotti999, Wikipedia, CC BY-SA 3.0.

Při neinvazivní metodě prenatalního vyšetření DNA plodu (vyšetření karyotypu a molekulárně genetické vyšetření k vyloučení chromozomálních aberací či geneticky podmíněných chorob) se již dá využít vzorek krve matky. Metoda je založena na poznatku, že i v její krvi se tu a tam, vyskytují buňky jejího plodu (buňky, kterým se nějakým nedopatřením podařilo přes  barieru imunitního systému proniknout do těla hostitelky).  Zádrhel tohoto přístupu spočívá v tom, že zatímco při odběru buněk z placenty a plodové vody všechny odebrané buňky náleží plodu, jsou  vzorky krve odebrané matce (z pohledu potřeb vyšetření), silně „kontaminovány“ - buňky matky jsou v naprosté převaze. To nejen znesnadňuje provedení testů, ale výrazně snižuje validitu získaných výsledků. Američtí vědátoři z „Brown“ přichází v těchto dnech s neinvazivní metodou získávání trofoblastových buněk, která je nejen bezpečná, ale i levná.

Co je trofoblast?

Vnější vrstva buněk savčího embrya ve stadiu blastocysty. Jsou to jedny z prvních diferenciovaných buněk dělícího se oplozeného vajíčka. Překypují agresivitou a chovají se k buňkám děložní sliznice jako parazit. V popisu práce mají totiž zajistit zahnízdění (nidaci) plodu do děložní sliznice. Do práce se dávají již v prvním týdnu po oplození. Neurvalost buněk trofoblastu v počátcích jejich kariéry, má svůj důvod. Narušením kapilár děložní sliznice se vylévá do okolí krev a ta je v době, kdy embryo ještě nemá placentu, důležitá. Rodící se nový život se díky tomu již v prvním týdnu života dostane k tolik potřebným živinám. Postupem času se z buněk trofoblastu vyvine velká část placenty. Pro nás je důležité, že jde o buňky svým původem embryonální a že z nich lze izolovat DNA a provést na nich patřičné testy.  Popsané chování buněk trofoblastu vede k tomu, že se s nimi setkáváme i v krevním oběhu matky. I když jsou popsány způsoby jejich detekce a využití pro potřeby prenatální diagnostiky (například za přispění protilátek), jejich malé zastoupení v krvi matky je velkou komplikací. Testy to komplikuje, protahuje a prodražuje.

Christina M. Bailey-Hytholt, první autorka studie. Kredit: Brown Univ.

V publikaci Christiny Bailey-Hytholt uveřejněné v tomto týdnu v odborném časopisu Scientific Reports je podrobně popsán nový způsob získání buněk původem z trofoblastu. Využívá toho, že invazivní povaha těchto buněk je zavádí i do kanálku děložního čípku, odkud je lze získat  pomocí výtěrem obyčejným tampónem. Tento poznatek byl již nějaký ten pátek znám, nicméně jeho využitelnost narážela na stejný problém, jako u krve. Na malý počet buněk, jejichž hledání nemá daleko k pověstné jehle v kupce sena. Na jednu buňku trofoblastu totiž připadá dva tisíce buněk slizničních buněk matky. Takový vzorek je pro potřeby DNA diagnostiky platný, jak mrtvému zimník.

Tým výzkumníků z Brown našel způsob, jak buňky trofoblastu „zkoncentrovat“. Popsané výsledky jsou fascinující.  Daří se jim eliminovat 90 a více procent cervikálních buněk (to jsou ty nevhodné od matky) a zachytit nejméně 70 % buněk fetálních (těch vhodných k provedení testů).

Ještě neuvěřitelnější na tom je, jak snadno se jim toho daří dosáhnout. Vystačí si s běžně dostupnou umělohmotnou lisovanou 24 jamkovou destičkou, která se rutinně používá při práci s tkáňovými kulturami. Vzorek tekutiny z děložního čípku na destičku jednoduše nanesou (i s přítomným hlenem) a pak nechají pracovat gravitaci. Principem jejich metody je totiž rozdílné usazování buněk. Cervikální buňky jsou velké a ploché, buňky trofoblastu malé kulovité. Jejich "aerodynamičtější" tvar je předurčuje k tomu, aby klesaly ke dnu rychleji.

K největšímu zastoupení kulovitých buněk na dně jamek dochází už po čtyřech minutách. Vršek tekutiny se proto jednoduše odsaje a na dně pak zůstává to, co je k testu potřeba - populace buněk obohacená na 700% (7x). A považte, není k tomu potřeba ani píchat do rodičky ani  centrifuga k odstřeďování krve.

Jak už říkali staří latiníci, v jednoduchosti je krása. Zde to platí trojnásob, neboť metoda získávání potřebných buněk si vystačí s tampónem a polystyrenovou destičkou, obojí v cenové relaci několika korun (českých). Poznatek tak má všechny předpoklady nejen posunout prenatální DNA diagnostiku časově až k pátému týdnu těhotenství, kdy o odběru plodové vody ještě nemůže být ani řeč, ale udělat z ní pro ženu i potomka bezpečnou a snadno dostupnou záležitost.

Literatura

Christina M. Bailey-Hytholt et al, A Rapid Method for Label-Free Enrichment of Rare Trophoblast Cells from Cervical Samples, Scientific Reports (2019). DOI: 10.1038/s41598-019-48346-3