Evelyn Telfer.  University of Edinburg

Asistovaná reprodukce používá pohlavní buňky v případech, kdy okamžik oplození přestává být radostí a stává se starostí. Pomáhá neplodným rodičovským párům k vysněnému potomkovi. Sama neplodnost ale velmi často spočívá už v neschopnosti tatínka či maminky vytvořit pohlavní buňky schopné oplození. Zatímco u tatínků zašla současná medicína poměrně daleko a dokáže vajíčko oplodnit nezralou „spermií“ ve stádiu, kdy spermii vůbec nepřipomíná, v případě vajíček je situace o poznání složitější. Vědci z Edinburgu však dokázali, že také vajíčko lze „vypěstovat“ z raného stádia, které má ke zralému vajíčku hodně daleko. Jakkoliv se tato možnost může zdát jako další výstřednost posedlého strýčka Pompa, nenechme se mýlit; nejedná se zde o nic jiného, než o léčbu neplodnosti s velmi ušlechtilým cílem. Naději totiž přináší zejména onkologickým pacientům.

Holčičky se narodí s velkým počtem oocytů, které použijí během svého reprodukčního věku a stanou se z nich zralá vajíčka. Rané oocyty jsou uzavřeny ve velmi primitivním folikulu, který tvoří mimo oocytu jen několik málo folikulárních buněk. Tyto buňky se na vzniku nového jedince nepodílejí, avšak představují nezbytnou výbavu vajíčka pro jeho putování za zralostí a schopností oplodnit. Tato cesta se projevuje zvětšováním vajíčka (ve zvětšujícím se folikulu), pragmaticky označovaného jako ‚růst‘. K tomu však dochází až po dosažení puberty, a zde může nastat problém. Co když holčičku zasáhne rána osudu, která připravenou zásobu vajíček zdecimuje? Smutnou osudovou změnou, která může přijít už v dětském věku, může být onkologický problém a následná onkologická léčba.

Histologický řez in vitro pěstovaného folikulu uvnitř s oocytem a obalem kumulárních buněk svědčí o normálním růstua vývoji. Kredit: M McLaughlin, et al. 2018

Léčba onkologických pacientů prostřednictvím chemoterapie je velmi tvrdá. Součástí medikace jsou cytostatika, tedy látky, které potlačují buněčné dělení. Jedná se o jistě výhodný postup pro eliminaci nádorových buněk, které se nekontrolovaně dělí. Na druhou stranu jsou cytostatika nespecifická a představují ohrožení pro organizmus, který je omezen v buněčném dělení i tam, kde je nevyhnutelné: typickým projevem je snížení počtu bílých krvinek a problémy s tím spojené. V neposlední řadě je nežádoucím efektem onkologické léčby neplodnost coby projev zasažené tvorby pohlavních buněk. U chlapců a mužů je řešení vcelku jednoduché, a to zamražení spermií. U dívek a žen je situace o poznání složitější: vajíčka se špatně mrazí a jejich získávání je invazivní. A v případě necyklujících holčiček přichází v úvahu ještě složitější řešení: kryokonzervace ovariální tkáně před zahájením chemoterapie a její zpětná implantace po ukončení onkologické léčby. Až donedávna se tato možnost zdála jako jediná možná. S alternativou přišli na počátku února vědci z University of Edinburg v čele s profesorkou Evelyn Telfer.

A čím byli edinburští motivováni k řešení problému jinak, než ovariálními štěpy a jejich re-implantací? Samotná zpětná implantace ovariální tkáně se ukázala jako velmi nespolehlivá, a to přesto, že se první úspěch dostavil už před 14-ti lety. Od té doby se úspěšnost příliš nezlepšila a rozhodně nelze tvrdit, že by se jednalo o rutinní postup. Vedle zdokonalování tohoto postupu se však vědci ubírali také jinými cestami. Alternativu představuje izolace a in vitro kultivace oocytů na samém počátku svého vývoje, a to dokonce z vaječníku dítěte. Abychom se vyhnuli problematické zpětné implantaci ovariální tkáně do těla budoucí matky, musíme se dobrat  dorostlého a zralého vajíčka v laboratoři. Zatímco u laboratorních zvířat tento postup funguje vcelku přesvědčivě, s lidskou tkání a oocyty byl odjakživa problém. Nyní jsme však blíže k technice, která dává dětským onkologickým pacientům velkou naději mít jednou vlastní děti. Přestože poznání edinburských vědců představuje velký krok kupředu v léčbě neplodnosti, nepodléhejme přehnané euforii. Tak jako jakákoliv jiná in vitro technika, představuje i tento „růst oocytů v laboratoři“ pouhou napodobeninu ideálních podmínek v těle matky. Pro praxi to znamená poměrně nízkou úspěšnost v dosažení vajíčka, které by bylo oplození schopné. S tím souvisí i skutečnost, že jakkoliv se toto vajíčko zdá být v edinburských laboratořích zdravé a připravené k oplození, skutečný potenciál odhalí až skutečné in vitro oplození. Ale na jeho výsledek si ještě budeme muset počkat. Nezbývá, než strýčkovi Pompovi držet palce.

Video: Lidská vajíčka z jejich raného stádia (primární) poprvé dozrála v laboratoři

Poznámky

Současná věda umí získat vajíčka již ze zárodečných kmenových buněk. Háček tkví v tom, že postupy fungují u laboratorních myší. Až nyní došlo k pokroku, kdy se podobně podařilo vykultivovat také vajíčka člověka. A v čem spočívá záludnost tohoto postupu? Zejména ve skutečnosti, že v laboratorních podmínkách je zapotřebí simulovat synchronizovaný růst tzv. primordiálního folikulu a vajíčka, (obaleného zde pouze jedinou vrstvou folikulárních buněk), následovaný jeho zráním a tvorbou oplození schopné pohlavní buňky. Zatímco časově poměrně krátké zrání oocytů je technika v in vitro podmínkách zvládnutá, růst je stále oříškem. Komplexnost procesu je podtržena tím, že trvá nikoliv hodiny ale celé tři týdny.

Funkční postup kultivace lidských folikulů spočívá ve třech fázích: 1) první fáze spočívá v kultivaci ovariální tkáně a trvá 8 dní. Tato fáze přináší prvotní stimul a spustí růst primordiálního folikulu, včetně oocytu v něm uzavřeného, a dosažení folikulu s více než jednou vrstvou folikulárních buněk; 2) pro druhou fázi se používají rostoucí folikuly uvolněné z ovariální tkáně a umístěné do kultivačního média jiného složení. Během této fáze se stimuluje další růst a dosažení folikulu s dutinou, přičemž i oocyt se v důsledku změn folikulu zvětšuje; 3) na konci druhé fáze dochází k uvolnění oocytu z folikulu, avšak oocytu stále obklopeného folikulárními buňkami. Třetí fáze pak představuje vcelku zvládnuté zrání oocytu, čímž vznikne zralé a (doufejme) oplození schopné vajíčko.

Situaci komplikují mezery v současném poznání. Např. dosud není plně objasněno, které molekuly jsou v přirozených podmínkách vaječníku ženy odpovědné za rekrutování primordiálních folikulů k růstu. Všichni se shodují na jediném: rozhodně se nejedná o jedinou molekulu ale o celou molekulární mašinérii. A to laboratořím situaci neusnadňuje. V Edinburgu vsadili na activin, protein, který stimuluje produkci folikuly-stimulujícího hormonu (FSH) a který přidali k folikulům ve druhé fázi kultivace. I přesto v Edinburgu použitý protokol představuje spíše empiricky vyzkoušený postup, než věrnou simulaci podmínek ve vaječníku.

Více na:

https://www.newscientist.com/article/2160676-primitive-human-eggs-matured-in-the-lab-for-the-first-time/

https://academic.oup.com/molehr/advance-article/doi/10.1093/molehr/gay002/4829657